Крысы обладают воображением

  

5 Ноябрь 2023 | Наука

Время на прочтение: 3 минут(ы)

Ученые из исследовательского кампуса HHMI в Джанелии (США) обнаружили, что животные обладают воображением.

Команда из лабораторий Ли и Харриса разработала новую систему, сочетающую виртуальную реальность и интерфейс «мозг-машина», чтобы исследовать мозговую активность крысы.

Они обнаружили, что, как и люди, животные могут «думать» о местах и объектах, которые находятся не прямо перед ними, используя свои мысли, чтобы представить (т.е. вообразить), как они сами двигаются к определенному месту или перемещают удаленный объект в определенное место.

У грызунов, также как и у людей, когда знакомятся с новыми местами, в гиппокампе, области мозга, ответственном за пространственную память, активируются специфические паттерны нейронной активности. Новое исследование показало, что крысы могут самостоятельно генерировать те же самые паттерны* активности. Животные это делают, чтобы вспомнить места, удаленные от их текущего местоположения.

Чонси Лай, постдок лаборатории Харриса и Ли, один из авторов статьи:

Крыса действительно может представить какое-либо место в окружающей среде, не находясь там.
Даже если их тело зафиксировано, мыслительные процессы крыс могут «перемещать» их в очень отдаленное место.

Эта способность воображать места, удаленные от вашего текущего местоположения, имеет фундаментальное значение для запоминания прошлых событий и воображения возможных сценариев будущего. Таким образом, новая работа показывает, что животные, как и люди, обладают воображением (вернее, определенной формой воображения), считают авторы исследования.

Альберт Ли, бывший руководитель группы в Janelia, а ныне исследователь HHMI в медицинском центре Бет Исраэль:

Воображать — это одна из замечательных вещей, на которые способны люди. Теперь мы обнаружили, что животные тоже могут это делать, и мы нашли способ изучить данный процесс.

Новый интерфейс «мозг-машина»

Система использует интерфейс мозг-машина (BMI — brain-machine interface), который обеспечивает прямую связь между мозговой активностью и внешним устройством. В системе команды BMI создает связь между электрической активностью в гиппокампе крысы и ее положением на карте виртуальной реальности.

Гиппокамп хранит ментальные карты мира, участвующие в воспоминании о прошлых событиях и воображении сценариев будущего. Вспоминание включает в себя генерацию специфических паттернов активности гиппокампа, связанных с местами и событиями. Но никто не знал, могут ли животные самостоятельно контролировать эту активность.

Индекс массы тела позволяет исследователям проверить, может ли крыса активировать активность гиппокампа, просто думая о местоположении на виртуальной карте, не заходя туда физически – по сути, определяя, способно ли животное представить себе, что идет в это место.

Команда обнаружила, что крысы могут точно и гибко контролировать активность своего гиппокампа точно так же, как это, скорее всего, делают люди. Животные также способны поддерживать эту активность гиппокампа, удерживая свои мысли в определенном месте в течение многих секунд — временной интервал, аналогичный тому, в течение которого люди переживают прошлые события или представляют себе новые сценарии.

“Поразительно то, как крысы учатся думать об этом месте, и ни о каком другом, в течение очень длительного периода времени, основываясь на нашем, возможно, наивном представлении о концентрации внимания крысы”, — говорит Харрис.

Исследование также показывает, что интерфейс BMI может быть использован для исследования активности гиппокампа, обеспечивая новую систему для изучения этой важной области мозга. Поскольку BMI все чаще используется в протезировании, эта новая работа, по словам авторов, открывает возможность разработки новых протезных устройств, основанных на тех же принципах.

Nota Bene
* Паттерн (англ. pattern «узор, образец, шаблон; форма, модель; схема, диаграмма») — схема-образ, действующая как посредствующее представление, или чувственное понятие, благодаря которому в режиме одновременности восприятия и мышления выявляются закономерности.
Паттерн понимается в этом смысле как повторяющийся шаблон или образец. Элементы паттерна повторяются предсказуемо.

Больше позитивных новостей науки
Ученые заявили о создании полноценной бионической руки

---

Использованы материалы:
https://www.eurekalert.org/news-releases/1006131
https://en.ritsumei.ac.jp/news/detail/?id=873
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh5206