Раскрыты ключевые механизмы мозга для организации воспоминаний во времени
Представителям Калифорнийского университета в Ирвайне впервые в истории научной деятельности удалось обнаружить фундаментальные механизмы, с помощью которых область мозга гиппокамп организует воспоминания в последовательности и как это может быть использовано для планирования будущего поведения. Это открытие может стать важным первым шагом к пониманию нарушений памяти при когнитивных расстройствах, таких как болезнь Альцгеймера и другие формы деменции.
Сочетая методы электрофизиологической регистрации у грызунов со статистическим анализом огромных массивов данных с помощью машинного обучения, исследователи UCI обнаружили доказательства того, что сеть гиппокампа кодирует и сохраняет последовательность впечатлений для помощи в принятии решений. Работа команды стала темой статьи, опубликованной недавно в журнале Nature Communications.
Во время исследовательской работы, которая продолжалась более 3-х лет, ученые не только собирали и анализировали данные, но и проводили соответствующие эксперименты. Основной интерес вызывала работа нейронов в мозге у крыс. Представляя пять различных запахов в различной последовательности, ученые смогли измерить память животных на правильную последовательность и определить, как их мозг улавливает эти последовательные связи.
Полученные с интервалом в миллисекунды в течение нескольких минут, измерения активности и бездействия нейронов дают динамическую картину функционирования мозга. Фортин сказал, что он и его коллеги в некотором смысле смогли "читать мысли" своих испытуемых, просматривая "кодировку" клеток - какие из них работают, а какие нет - в быстрой последовательности.
Фортин с самого начала знал, что считывание активности гиппокампа приведет к получению огромного количества исходных данных. С самого начала проекта он привлек к работе статистиков из Школы информационных и компьютерных наук Дональда Брена.
Он отметил, что когда нейроны кодируют информацию, например, воспоминания, ученые могут получить представление об этом процессе, изучив паттерн пиковой активности всех зарегистрированных нейронов, известных как ансамбль. Таким образом, исследователи смогли декодировать стрельбу нейронов для извлечения информации.
Шахбаба сказал, что инструменты и методики, разработанные в ходе этого проекта, могут быть применены к широкому кругу проблем, и Фортин может расширить свою линию исследования на другие области мозга.
