Ретроспленальная кора (RSC) получает и объединяет информацию от зрительной коры, гиппокампа и переднего таламуса, помогая ориентироваться в пространстве. Исследование 2020 года показало, что RSC использует как визуальные данные, так и информацию о положении в пространстве для создания ориентиров, необходимых для навигации. Нейроны RSC у мышей объединяют зрительную информацию об окружающей среде с данными о собственном положении животного на дорожке. Это позволяет грызунам учиться находить награду, опираясь на видимые ориентиры.

В новом исследовании учёные решили лучше изучить, как RSC использует пространственную информацию и контекст ситуации для принятия навигационных решений. Они придумали гораздо более сложную задачу ориентирования, чем те, что обычно применяются в исследованиях на мышах. Была создана большая круглая арена с 16 небольшими отверстиями (портами) по бокам. При просовывании носа в одно из них мышь получала награду. В первой серии экспериментов исследователи обучали мышей находить нужные порты, ориентируясь по световым точкам на полу, которые становились видны только при приближении.

После освоения этой задачи учёные добавили вторую световую точку, расположенную на том же расстоянии от центра арены и друг от друга. Для получения награды мышам нужно было идти к порту у точки, находящейся против часовой стрелки. Поскольку точки были одинаковыми и виднелись только с близкого расстояния, мыши не могли сразу определить нужную. Чтобы справиться с заданием, они запоминали, где должна появиться цель, и ориентировались по данным о своём положении и направлении. Исследователи записывали активность RSC, чтобы понять, как мыши строят предположения о своём местоположении, полагаясь только на визуальные ориентиры, а не на запахи или заранее проложенный маршрут.

Оказалось, что по мере того как мыши собирали информацию о значении каждой точки, группы нейронов RSC демонстрировали различные паттерны активности при неполных данных. Каждый такой паттерн, по всей видимости, соответствовал определенной гипотезе о том, где, по мнению мыши, она находится относительно награды. Когда мыши подходили достаточно близко и могли точно определить, какая точка указывает на награду, эти паттерны «схлопывались» — превращались в тот, который соответствовал правильной гипотезе. Вероятно, эти паттерны не просто пассивно хранят информацию, но и активно используются для вычисления пути к нужному месту.

Около 10 лет назад исследование искусственной нейронной сети показало паттерны активности, концептуально схожие с теми, что наблюдались в мозге животных. Искусственные нейроны, как и нейроны RSC, сформировали сильно связанные структуры. Эта взаимосвязь, пока до конца не понятная, считается ключевой для способности RSC одновременно удерживать несколько гипотез.

Теперь исследователи планируют изучить, как другие области мозга, отвечающие за навигацию, например префронтальная кора, задействуются, когда мыши свободно исследуют территорию и ищут пищу в более естественных условиях, без специального обучения.