Вчені виявили в мозку нейрони реальності та вимислу

Вчені з Массачусетського технологічного інституту і Університету Західного Онтаріо описали механізм кодування реальної і уявної інформації нейронами префронтальної кори головного мозку. Результати роботи дослідників опубліковані в журналі Nature Communications.

У ході дослідження вчені імплантували електроди в префронтальну кору двох макак-резусів. активність мозку тварин вивчали за допомогою методу магнітно-резонансної томографії (МРТ). Тварини виконували два типи завдань. У тестах на сприйняття їм демонстрували хмару точок, поруч з яким, через 1,2–2 секунди, виникала інше хмара. Якщо стимули рухалися в одному напрямку, мавпа повинна була відпустити клавішу. У випробуванні на робочу пам'ять перша хмара точок зникала через одну секунду, і макаки змушені були згадувати її траєкторію для порівняння з новою. Під час експериментів автори зафіксували активність 272 нейронів у кожної особини.

Клітини, які брали участь в обробці інформації, розташовувалися в задній частині основної борозни мозку. Аналіз показав, що нейрони були специфічні, при цьому 126 з них (46%) значно краще реагували на сприйняття напрямку, ніж передбачалося. Приблизно 28% клітин більшою мірою кодували рух і 32%- скоріше спогади про нього. Однак значна частина нейронів паралельно виконувала обидві функції. Подальша статистична обробка дозволила віднести, за критерієм значущості, до перцептивних 32%, до мнемонічних - 40% і до змішаних 28% клітин.

Варто відзначити, що сила кодування позитивно корелювала у нейронах зорового сприйняття і запам'ятовування, тоді як максимальна чутливість виявилася характерна для змішаних клітин. Потім учені порівняли показник з точністю виконання завдань. Оскільки макаки краще справлялися з першим варіантом тесту, автори прийшли до виводу, що активність перцептивних клітин перевищує силу кодування мнемонічних. Виключення з розгляду перцептивно-мнемонічних нейронів знижувало точність відповідей у три-чотири рази. Також для виявлення відмінностей між односпрямованої і протилежною траєкторією точок використовувалися різні патерни кодування.

У той же час патерни кодування для спостереження і запам'ятовування були практично ідентичні. Сила приблизно третини нейронів виявила зв'язок з кутом відхилення між передбачуваної та істинної траєкторією руху стимулів. Перевірка за допомогою алгоритму, навченого методом опорних векторів, підтвердила результати. На думку авторів, отримані дані прояснюють нейронный механізм кодування непространственных візуальних стимулів. Опис роботи окремих нейронів префронтальної кори може допомогти в розробці нових методів лікування нейропсихічних захворювань, наприклад, шизофренії, для якої характерне змішання спостережуваного і образів.

Раніше повідомлялося про те, що вчені виявили в мозку людини два кластера генів, які відповідають за розвиток інтелекту. В ході досліджень вчені встановили, що ці ж гени в зміненому стані можуть призвести до епілепсії та когнітивного дисбалансу.