Ученые получили новое представление о той части мозга, которая дает нам чувство направления, отслеживая нейронную активность с помощью последних достижений в области методов визуализации мозга. Полученные данные проливают свет на то, как мозг ориентируется в меняющихся условиях, и даже на процессы, которые могут пойти не так при таких дегенеративных заболеваниях, как деменция, из-за которых люди чувствуют себя потерянными и сбитыми с толку.
«В последнее десятилетие исследования в области нейробиологии стали свидетелями технологической революции, позволившей нам задавать и отвечать на вопросы, о которых можно было только мечтать всего несколько лет назад», — говорит Марк Брэндон, доцент кафедры психиатрии Университета Макгилла и исследователь Исследовательского центра Дугласа. , который руководил исследованием вместе с Заки Аджаби, бывшим студентом Университета Макгилла, а ныне научным сотрудником Гарвардского университета.
Чтение внутреннего компаса мозга
Чтобы понять, как визуальная информация влияет на внутренний компас мозга, исследователи поместили мышей в дезориентирующий виртуальный мир, записывая нейронную активность мозга . Команда записала внутренний компас мозга с беспрецедентной точностью, используя последние достижения в технологии записи нейронов.
Эта способность точно расшифровывать внутреннее направление головы животного позволило исследователям изучить, как клетки направления головы, которые составляют внутренний компас мозга, поддерживают способность мозга переориентироваться в меняющемся окружении. В частности, исследовательская группа определила явление, которое они назвали «сетевым усилением», которое позволяло внутреннему компасу мозга переориентироваться после того, как мыши были дезориентированы.
«Это как если бы у мозга был механизм для реализации «кнопки перезагрузки», позволяющей быстро переориентировать его внутренний компас в запутанных ситуациях», — говорит Аджаби.
Хотя животные в этом исследовании подвергались неестественным визуальным переживаниям, авторы утверждают, что такие сценарии уже имеют отношение к современному человеческому опыту, особенно с быстрым распространением технологии виртуальной реальности. Эти результаты «в конечном итоге могут объяснить, как системы виртуальной реальности могут легко контролировать наше чувство ориентации», — добавляет Аджаби.
Результаты вдохновили исследовательскую группу на разработку новых моделей, чтобы лучше понять лежащие в их основе механизмы. «Эта работа — прекрасный пример того, как экспериментальный и вычислительный подходы вместе могут улучшить наше понимание мозговой активности, управляющей поведением», — говорит соавтор Сюэ-Синь Вей, вычислительный нейробиолог и доцент Техасского университета в Остине.
Дегенеративные заболевания
Исследование опубликовано в журнале Nature . Результаты также имеют важное значение для болезни Альцгеймера. «Одним из первых когнитивных симптомов болезни Альцгеймера, о котором сообщают сами люди, является то, что люди теряют ориентацию и теряются даже в знакомой обстановке», — говорит Брэндон.
Исследователи ожидают, что лучшее понимание того, как работает внутренний компас и навигационная система мозга , приведет к более раннему выявлению и лучшей оценке лечения болезни Альцгеймера.
