Ученые обнаружили «нейроны окрестности», необходимые для ориентирования в пространстве

Способность ориентироваться в пространстве принципиально важна для выживания животных, поэтому ее непрерывно изучают уже более ста лет. Важнейшие открытия в этой области связаны с обнаружением «нейронов места» — клеток гиппокамповой формации, которые активизируются, когда животное находится в определенном знакомом месте. В любом знакомом месте активна только небольшая группа таких клеток. Таким образом, мозг животного «составляет карту», которая помогает ориентироваться в пространстве. Позже ученые обнаружили также нейроны направления головы, нейроны решетки, нейроны скорости и нейроны границы. Все эти клетки составляют основу сложной навигационной системы мозга.

Гиппокамп — парная многофункциональная структура мозга. Он связан с функциями кратковременной памяти и перехода информации в долговременную память. Уменьшение объемов гиппокампа считают одним из ранних маркеров болезни Альцгеймера. Пространственная ориентация при этом заболевании также страдает.

В новом исследовании ученые предположили, что в системе навигации мозга может быть задействован не только гиппокамп. Согласно исследованию, важную роль в ориентировании играет околоносовая кора. Эксперименты на крысах показали, что нейроны этого участка мозга активны при формировании крупных участков «карты» в мозге. Работа опубликована в журнале Nature Communications.

В ходе эксперимента крысы выбирали путь в лабиринте, выполненном в форме восьмерки. Животные поворачивали в сторону одного из символов на экранах — налево или направо. За правильный выбор крыса получала вознаграждение. Во время выполнения заданий ученые измеряли электрическую активность нескольких регионов мозга животных: гиппокампа, околоносовой коры и сенсорных зон. Околоносовая кора оставалась активна на протяжении всего нужного сегмента лабиринта. При этом в гиппокампе наблюдались короткие «вспышки» активности.

Ученые предположили, что клетки околоносовой коры участвуют в построении «карты» наряду с нейронами места, скорости, решетки и другими. Их предложили назвать «нейронами окрестности» (neighbourhood cell).

Возможно, это исследование поможет ученым разгадать загадку знаменитого лондонского таксиста. Водитель перенес серьезную инфекцию, которая повредила структуры гиппокампа его мозга. Несмотря на это, таксист по-прежнему неплохо ориентировался в городе — это показал тест на виртуальном симуляторе поездки по лондонским улицам. Впрочем, хорошие результаты он показывал только тогда, когда «ехал» по хорошо известным большим улицам. «Сворачивая» на боковые улицы, таксист начинал путаться. В 2006 году, когда проходило исследование, ученые предположили, что ориентация в пространстве может быть связана не только с гиппокампом. Новое исследование может пролить свет на эту проблему.

Ранее ученые пришли к выводу, что человек обладает более адаптивной системой пространственной ориентации, чем грызуны.