Когда грызуны знакомятся с местами и событиями, в гиппокампе — области мозга, ответственной за пространственную память — активируются определенные нейроны, как и у людей. Новое исследование показывает, что крысы могут добровольно генерировать те же модели активности, чтобы вспомнить места, удаленные от их текущего положения.
Ученые разработали систему, состоящую из интерфейса «мозг-компьютер» и виртуальной реальности. Нейрокомпьютерный интерфейс обеспечивал связь между электрической активностью в гиппокампе крысы и ее положением на 360-градусной арене виртуальной реальности. По правилам этой системы, физическое перемещение крысы не влияет на ее местоположение в виртуальной среде. Только контролируя активность своего гиппокампа, крыса может решать, куда она движется в VR-пространстве. Это позволило исследователям проверить, может ли крыса активировать гиппокамп, чтобы думать о месте на арене, не посещая его физически.
Исследователи создали «словарь мыслей», который позволяет расшифровывать сигналы мозга крысы. В этом словаре собраны модели активности, когда крыса что-то испытывает — в данном случае положения на VR-арене. Для эксперимента ученые разработали специальную систему виртуальной реальности. Когда крыса ходила по сферической беговой дорожке, ее движения транслировались на 360-градусном экране. Крыса получала вознаграждение, когда достигала своей цели.
В первом задании интерфейс «мозг-компьютер» регистрировал активность гиппокампа крысы и переводил его в движение на экране виртуальной реальности. Исследователи могли увидеть, какие нейроны активируются, когда крыса перемещается по арене, чтобы достичь каждой цели. Затем ученые отключили беговую дорожку и вознаградили крысу за воспроизведение паттерна активности гиппокампа, связанного с целевым местоположением.
Животное использовало свои мысли, чтобы добраться до награды, думая о том, куда нужно пойти, чтобы получить награду. Этот мыслительный процесс — то, что люди испытывают регулярно. Например, когда человека просят купить продукты в знакомом магазине, он может представить маршрут до него.
Во втором задании крыса меняла положение объекта только силой мысли. Крыса «перемещала» объект к цели в VR-пространстве, контролируя активность своего гиппокампа. Затем исследователи изменили местоположение цели, потребовав от животного воспроизвести модели активности, связанные с новым местоположением.
Оказалось, что крысы могут точно и гибко контролировать активность гиппокампа, так же, как это делают люди. Животные поддерживают эту активность, «удерживая» свои мысли в течение многих секунд. В аналогичный период времени люди заново переживают прошлые события или воображают новые сценарии.
