Каждый из нас хоть раз терялся в незнакомом месте. В такие моменты мы судорожно ищем глазами что-то знакомое — вывеску магазина, необычное здание или памятник. Но как именно наш мозг отличает важные объекты от фона, когда мы пытаемся сориентироваться? Долгое время это оставалось загадкой для науки. Исследователи из Монреальского неврологического института при университете Макгилла вместе с коллегами из медицинского центра Гёттингена провели эксперимент, который пролил свет на этот процесс. Работа опубликована в престижном научном журнале Science.
Учёные использовали ультразвуковую визуализацию для наблюдения за активностью мозга мышей. Грызунам показывали разные изображения — либо чёткий объект, либо размытую картинку без конкретных очертаний. И тут началось самое интересное. Оказалось, что небольшая группа областей мозга активизировалась особенно сильно, когда мышь смотрела на объекты. Эти области находятся в постсубикулуме — области мозга, которая отвечает за то, чтобы животное понимало, куда оно смотрит в данный момент. По сути, это внутренний компас нашего организма. Каждое направление взгляда активирует определённую клетку в этой области.
Когда в поле зрения мыши появлялся объект, происходило нечто удивительное. Клетка, отвечающая за направление взгляда животного, начинала работать активнее. Одновременно подавлялись клетки, которые отвечают за другие направления. Такая слаженная работа усиливала восприятие мышью своего положения относительно увиденного предмета.
Примечательно, что другие области мозга не проявляли такой чувствительности к объектам. Это говорит о том, что распознавание предметов играет ключевую роль именно для понимания мозгом нашего местоположения.
Стюарт Тренхолм, один из авторов исследования, отмечает особую ценность их работы. По его словам, впервые удалось на высоком уровне понять, как взаимодействуют две важнейшие системы — зрительная и пространственная. Учёный подчёркивает, что теперь есть представление о том, как эти системы влияют друг на друга. Обе функции относятся к высшей нервной деятельности, и многие нейродегенеративные заболевания приводят к нарушению связей между ними. В будущем это направление исследований может дать новые подходы к лечению.Адриен Пейраш, второй руководитель исследования, признаётся, что результаты оказались невероятно неожиданными. Никто не мог предсказать, что обработка информации об объектах будет происходить в навигационной системе, а не в зрительной коре, как считалось ранее.
Постсубикулум, о котором идёт речь в исследовании, расположен между энторинальной корой и гиппокампом — областями, критически важными для памяти и навигации. Интересно, что эта же область участвует в обработке вестибулярной информации, помогая нам сохранять равновесие и понимать положение тела в пространстве. Получается, что природа создала универсальный центр ориентации, который обрабатывает сразу несколько типов информации.
Открытие может иметь практическое применение не только для понимания болезни Альцгеймера. Возможно, в будущем на основе этих знаний будут разработаны новые методы реабилитации для людей, перенёсших инсульт или черепно-мозговые травмы, которые часто сопровождаются нарушениями пространственной ориентации. Также это может помочь в создании более совершенных систем навигации для роботов и беспилотных автомобилей, которые смогут лучше ориентироваться в пространстве, подобно живым существам.