Мозг крыс во сне строит планы и выбирает пути достижения целей

Нейрофизиологи из Университетского колледжа Лондона, изучая работу мозга на примере крыс, установили, что сознание крыс в периоды сна просчитывает пути возможного прохода к пище. Такой вывод в своём исследовании они сделали, обнаружив активность клеток мозга, отвечающих за навигацию.

Эксперимент проходил в простом лабиринте, где у прямого пути было два ответвления, только в одном из которых была еда. Крысам показали, где находится еда, но не дали возможности добраться до неё. Затем крысам дали поспать, а после этого позволили добраться до еды. Во время отдыха крыс учёные отслеживали активность мозга животных.

Известно, что в гиппокампе существуют нейроны места (place cells) — это нейроны, активизирующиеся в момент, когда животное находится в определенном месте. Эти нейроны явно отличаются от других. Нейроны места впервые были описаны также у крыс в 70-х годах прошлого века. Исследователи предположили, что основной функцией гиппокампа крыс является формирование когнитивной карты окружающей среды, что способствует ориентированию на местности и поиску путей.

В нашем эксперименте нейроны места у крыс показали особую активность. Кроме того, удалось установить, что активны были именно нейроны, обрабатывавшие вариант выбора одного из ответвлений — того, в котором содержалось вознаграждение. На основании этих результатов учёные сделали вывод, что в мозгу во время сна конструируются возможные варианты будущих событий.

Исследование косвенно отвечает на вопрос о том, почему люди с повреждением гиппокампа испытывают затруднения при создании новых воспоминаний и при планировании будущих событий. Как объясняет лидер команды учёных, доктор Хьюго Спайерс, млекопитающие во время исследования новой местности строят ментальные карты, которые образуются в гиппокампе. Во время сна он проигрывает различные маршруты, что помогает надёжно откладывать их в памяти.

«Интересно, что раньше считалось, будто гиппокамп отвечает только за запоминание, а нейроны места хранят детали тех мест, которые вы посещали,- говорит соавтор исследования Фрейя Олафсдоттер. — Но оказалось, что гиппокамп также занимается и планированием будущего, репетируя новые пути, которыми необходимо пройти для достижения еды».

Получается, что гиппокамп не только записывает всё, что уже было, но и планирует то, что ещё только будет. Судя по всему, планирование будущего не является только человеческой прерогативой.