Используя платформу виртуальной реальности, ученые обнаруживают искажения в пространственной памяти.
Мы составляем психологические карты окружающей среды, чтобы сориентироваться в пространстве и найти выход из него.
Но что произойдет, если система координат нашего мозга, которая пропускает наши умственные карты, будет искажена?
Джейкоб Белмунд и Кристиан Доулер из Института когнитивных и неврологических наук имени Макса Планка используют эксперимент, чтобы показать, что наша пространственная память также искажена.
Система координат в головном мозге.
Чтобы вспомнить, где происходят важные события или как мы их находим от А до В, наш мозг формирует психические "карты" нашего окружения.
Важным компонентом этих психических карт являются так называемые решетчатые клетки. Они активны в различных местах в окружающей среде, так что характерная модель деятельности развивается в мозгу.
Этот узор состоит из равносторонних треугольников, образующих симметричную структуру сетки. Открытие клеток решетки в мозгу крыс было удостоено Нобелевской премии в 2014 году.
Ученые подозревают, что эта структура сетки также функционирует в мозгу человека как своего рода система координат для наших психических карт - с помощью шаблонов сетки мы можем помнить,
где находится то или иное место и как далеко оно находится от другого.
Это должно хорошо работать, если шаблоны сетки симметричны и правильны.
Но что произойдет, если нарушатся паттерны сетки?
Это делает нашу ментальную карту неточной?
Группа исследователей из Института когнитивных и нейронаук имени Макса Планка в Лейпциге, Университетского колледжа Лондона и Норвежского института системных нейронаук имени Кавли продолжили эту идею.
Ранние исследования на крысах в лабиринте показали, что при определенных обстоятельствах эти модели активности теряют свою симметрию и "стреляют" более неравномерно.
Если животные перемещаются по квадратному ящику, в их мозгу может быть обнаружен идеальный шаблон сетки.
Если они перемещались через трапециевидный корпус, то картина сетки была гораздо менее регулярной - система координат клеток сетки у крыс казалась искаженной в этих условиях.
А в людях?
Может ли это иметь последствия для точности наших ментальных карт?
"Это должно привести к искажениям в нашей памяти, если наш мозг действительно использует эту систему координат", - считает Кристиан Доулер и его коллеги.
"Поэтому мы проводили эксперименты по виртуальной реальности, в которых участники должны были изучать позиции в космосе.
Во-первых, в квадратной среде, где должна хорошо работать система координат. И, во-вторых, в трапецеидальной среде, где система ячеек сетки искажена", - объясняет Жаков Белмунд.
Участники надевали очки виртуальной реальности и перемещались по виртуальным средам, используя платформу 360° движения.
Каждый из них содержал шесть объектов - они узнали, к какому объекту принадлежит то или иное место в окружающей среде.
Платформа обеспечила реалистичное ощущение бега, когда ноги скользили по ней в виде "лунной прогулки".
"Лунная ходьба" для науки показывает искажения в пространственной памяти.
"Затем мы сравнили, как именно участники исследования смогли узнать позиции.
Как и ожидалось, в трапецеидальной среде им было труднее,
чем в квадратной.
В трапецеидальной особенно искажена система координат
ячеек сетки", - говорит Белмунд.
Чем сильнее отклонения от стандартного рисунка ячеек сетки, тем хуже пространственная память.
Таким образом, ученые МРИ в конечном счете предполагают, что наш мозг действительно использует эту систему.
И это еще не все: искажения в нашей памяти сохраняются даже тогда, когда участники больше не были в трапеции.
Их попросили оценить расстояние между парами объектов.
Белмунд и его команда расположили объекты таким образом, чтобы фактическое расстояние между парами всегда было одинаковым.
Но в воспоминаниях участников были искажения, так что те же расстояния в трапеции были короче, чем на реальной площади.
Содержание памяти, полученное с искаженной системой координат, также искажается при последующем извлечении из памяти.
Увлекательно для нейробиологов:
"Теперь мы можем точно предсказать эти искажения наших ментальных карт с помощью модельной системы координат", - говорит Джейкоб Белмунд.
Предыдущая работа ученых МРИ показала, что мозг не только формирует психические карты для навигации, но и поддерживает другие когнитивные процессы в навигационной системе нашего мозга.
Здесь ученые также играют центральную роль в системе координат клеток решетки.
Подобно пространственной памяти, систематические искажения могут возникать и при определенных обстоятельствах, что открывает захватывающую возможность для дальнейших исследований наших мыслительных процессов.
