Блог

Як мозку вдається з точністю пригадувати події по одній тільки фотографії?

Коли ми дивимося на фото гірського пейзажу, ми можемо майже відчути аромат хвойного лісу чи почути пташок і дзюрчання річки. Продивляючись знімки з тогорічного відпочинку на морі, ми можемо згадати смак коктейлю, який пили на пляжі. Ми детально пригадуємо події, зображені на фото з дитинства, чи футбольний матч, дивлячись на квитки з нього. Наш мозок дуже часто завершує спогади та автоматично «переносить» наші думки до окремих елементів минулого досвіду.

Нове дослідження вчених з Боннського Університету та Університету Бірмінгему розкриває механізми, які лежать в основі цієї «функції автозаповнення» мозку.*

Пам'ять – це один з основних стовпів адаптивної поведінки. Однак, не зважаючи на командну роботу вчених з усього світу, досі не було зрозуміло, як ми можемо відновити «величезний» спогад, зустрічаючись із простим нагадуванням про подію з минулого.

Дослідники дали учасникам експерименту ряд зображень різних сцен. Кожна з них супроводжувалась фотографіями двох різних об'єктів: малини та скорпіона. Учасники повинні були за три секунди запам'ятати комбінацію сцена-об'єкт, після чого йшли на перерву. Після відпочинку їх задачею було реконструювати пов'язаний об'єкт, дивлячись лише на сцену. У цей час дослідники слідкували за активністю мозку учасників, зосередившись на двох областях: гіпокампі – області мозку, яка відповідає за пам'ять, та енторінальній корі – ділянці, яка важлива для обробки та репрезентації специфічних об'єктів (стимулів). Деякі попередні дослідження зосереджувались на цих ділянках мозку, проте в основному на їх ролі у просторовій навігації, більш того, вивчали гіпокамп та енторінальну кору окремо, без вивчення міжрегіональної динаміки.

Записи активності мозку були проведені в Університетській Клініці Епілептології у Бонні – одному з найбільших центрів епілепсії у Європі. Основна мета співробітників інституту – хірургічне видалення частин мозку, що викликають епілептичні напади. Для виявлення цих частин деяким пацієнтам імплантують електроди, здатні реєструвати активацію мозку. Тож дослідники вирішили використати таку унікальну можливість «прослідкувати» за мозком, поки він запам'ятовує. Тож у поточному дослідженні взяли участь 16 пацієнтів з епілепсією, з імплантованими у медіальну скроневу долю електродами.

Вчені зробили захоплююче відкриття: під час згадування нейрони в гіпокампі інтенсивно активувались (збуджувались). Причому, у контрольної групи, яка запам'ятовувала лише сцени, без об'єктів, збудження теж проявлялось. Але під час асоціювання сцени з об'єктом така активність у гіпокампі тривала набагато довше. Крім того, нейрони в енторінальній корі у другому випадку збуджувались паралельно з клітинами гіпокампу.

Характеристики активації в енторінальній корі під час успішного відтворення (сцена-об'єкт) активації дуже нагадували паттерни, що спостерігаються під час початкового вивчення об'єктів. І дійсно, подібність між пригадуванням і навчанням була настільки сильною, що комп'ютерний алгоритм міг визначити, коли учасник згадував малину чи скорпіона. «Ми називаємо цей процес відновленням, — каже доктор Бернард Старесіна з університету Бірмінгема, – згадування привело нейрони у стан, схожий на їх активацію під час початкового навчання (запам'ятовування)».

З цього можна зробити висновок, що відновлення подій викликається нейронами у гіпокампі. Разом вони діють як бібліотекар – дають вказівки, за якими мозок знаходить місце збереження певних спогадів. Саме тому ми "ловимо флешбеки" та відчуваємо ностальгію за тими чи іншими подіями.


*https://www.nature.com/articles/s41467-019-09558-3#Sec9