Крысы могут в воображении воссоздать места, в которых они побывали
С помощью виртуальной реальности исследователи изучили способность крыс «мечтать».Ученые оснастили нескольких крыс устройством, которое отслеживало активность мозга, и наблюдали, как грызуны мысленно маневрируют в среде виртуальной реальности. Результаты исследования показывают, что крысы способны думать о местах и объектах, которые не находятся непосредственно перед ними.
Предыдущие исследования показали, что в гиппокампе грызунов хранится «модель» каждой изученной ими среды. Эти подробные когнитивные карты создаются пространственными нейронами, клетками места, которые активируются, когда животные достигают определенной области в окружающей среде. Исследователи использовали активность этих клеток, чтобы узнать, о чем думали животные.
Исследователи разработали нейроинтерфейс и имплантировали его в мозг грызунов. Устройство записывало электрическую активность в гиппокампе крыс и быстро транслировало ее на декодер. Это позволило исследователям отследить, какие пространственные нейроны были активированы. «Если животное генерирует паттерн нейронной активности, связанный с углом комнаты возле окна, то декодер выдаст это положение», — говорит Альберт Ли, соавтор исследования.
После операции крыс поместили на сферическую беговую дорожку, окруженную экранами. Исследователи использовали проектор для трансляции на экраны среды виртуальной реальности, которая создавала иллюзию того, что крысы движутся в пространстве. На первом этапе животным позволили изучить виртуальное пространства и построить его «карту», при этом ученые фиксировали пространственные нейроны, активация которых соответствовала каждому месту.
Затем ученые закрепили крыс на беговой дорожке, не позволяя животным свободно передвигаться по виртуальной среде. Вместо этого движение крыс в симуляции виртуальной реальности контролировалось тем, какие пространственные нейроны они активировали в сознании. Это заставило их мысленно представить себе шаги, которые им придется предпринять, чтобы получить награду.
Во втором задании крысы вообще не могли перемещаться по виртуальной среде. Чтобы получить награду, им требовалось переместить внешний объект к назначенному месту награды, как джедай, вызывающий далекий световой меч. Но вместо Силы крысам пришлось использовать свои пространственные нейроны, чтобы вести объект через виртуальную реальность.
Исследователи обнаружили, что их подопытные грызуны прекрасно справлялись с обеими задачами. Крысы добровольно реактивировали нейроны, специфичные для определенного места, в своем гиппокампе, когда вспоминали удаленное местонахождение своей награды. А в образе «джедаев», активируя нейроны, грызуны перемещали внимание к желаемому месту и удерживали его на удаленном объекте в течение нескольких секунд.