Авторы нового исследования выяснили, как мозг ориентируется в изменяющейся среде и как естественные процессы навигации могут нарушится в результате болезни Альцгеймера. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature.
Новизна исследования
Ученые получили новое представление о той области головного мозга, которая дает нам чувство направления, отслеживая нейронную активность с помощью последних достижений в области методов визуализации.
Полученные данные проливают свет на то, как мозг ориентируется в меняющихся условиях, и даже на процессы, которые могут пойти не так при таких дегенеративных заболеваниях, как деменция, из-за которых люди чувствуют себя потерянными и сбитыми с толку.
«В последнее десятилетие исследования в области нейробиологии стали свидетелями технологической революции, позволившей нам задавать вопросы и отвечать на них, о которых можно было только мечтать всего несколько лет назад, — комментирует Марк Брэндон (Mark Brandon), сотрудник кафедры психиатрии Университета Макгилла (McGill University) и научный сотрудник Исследовательского центра им. Дугласа (Douglas Research Centre), который руководил исследованием вместе с Заки Аджаби (Zaki Ajabi) из Гарвардского университета (Harvard University).
Материалы и методы исследования
Чтобы понять, как визуальная информация влияет на внутренний компас мозга, исследователи поместили мышей в дезориентирующий виртуальный мир, записывая нейронную активность мозга. Команда исследователей записала внутренний компас мозга с беспрецедентной точностью, используя последние достижения в технологии записи нейронов.
Результаты научной работы
В частности, исследовательская группа определила явление, которое они назвали «сетевым усилением», позволяющее внутреннему компасу мозга переориентироваться после того, как мыши были дезориентированы.
«Как будто в мозгу есть механизм для реализации «кнопки перезагрузки», позволяющей быстро переориентировать его внутренний компас в запутанных ситуациях», — утверждает Аджаби.
Хотя животные в этом исследовании подвергались неестественным визуальным переживаниям, авторы исследования утверждают, что такие сценарии уже имеют отношение к современному человеческому опыту, особенно с быстрым распространением технологии виртуальной реальности.
«Эти результаты могут в конечном итоге объяснить, как системы виртуальной реальности могут легко контролировать наше чувство ориентации», — добавляет Аджаби.
Результаты вдохновили исследовательскую группу на разработку новых моделей, чтобы лучше понять лежащие в их основе механизмы.
«Эта работа — прекрасный пример того, как экспериментальный и вычислительный подходы вместе могут улучшить наше понимание активности мозга, которая управляет поведением», — добавляет соавтор исследования Сюэ-Синь Вей (Xue-Xin Wei), нейробиолог и научный сотрудник Техасского университета (University of Texas) в Остине.
Практическая значимость работы
Выводы исследования также имеют важное значение для болезни Альцгеймера.
«Одним из первых когнитивных симптомов болезни Альцгеймера, о котором сообщают сами люди, является то, что люди теряют ориентацию и теряются даже в знакомой обстановке», — заключает Брэндон.
Исследователи ожидают, что лучшее понимание того, как работает внутренний компас и навигационная система мозга, приведет к более раннему выявлению и лучшей оценке лечения болезни Альцгеймера.
Авторы другого исследования утверждают, что движения глаз в фазе быстрого сна имитируют взгляды в мире сновидений.
