Учёные поняли, как мозгу удаётся не путаться в воспоминаниях

Учёные описали механизм записи и разделения информации в человеческом мозге. О том, как мозг обрабатывает поступающую информацию и отделяет воспоминания от новых данных, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.

Исследователи из Принстонского университета Тимоти Бахман (Timothy Buschman) и Александра Либби (Alexandra Libby) экспериментировали со слуховой памятью у мышей. Животным проигрывали последовательность из четырёх аккордов снова и снова, чтобы те их запомнили. Мозговую активность мышей анализировали с помощью искусственного интеллекта: он определил группы нейронов, которые активировались в связи с каждым отдельным аккордом.

По мере запоминания звуков, связанные с ними нейронные паттерны становились ближе друг к другу. При этом новый неожиданный звук мог затронуть те же нейроны и нарушить прежде сформировавшиеся представления. Чтобы выяснить, как мозг отделяет одно от другого, учёные использовали еще один искусственный интеллект, который обнаружил группы клеток, которые активировались в ответ на различные последовательности аккордов.

Вышло, что такие нейронные паттерны неизменны и не видоизменяются новыми входящими сигналами. Для этого они вращаются в ортогональной проекции, остаются в той же популяции нейронов, но разворачиваются перпендикулярно. Бахман сравнивает это с листом бумаги, на котором была сделана запись, после чего лист повернули на 90° и продолжили писать уже перпендикулярном направлении — так, что различить эти два события довольно легко.

Примерно то же, видимо, происходит при перенесении опыта в кратковременную память: нейронный паттерн разворачивается, и его активность уже не мешает активности, вызываемой поступающими следом сигналами. Такой механизм был продемонстрирован прежде для моторной коры, когда учёные заметили, что у обезьяны, пока она планирует движение, его нейронные проекции возникают ортогонально основным паттернам.

Таким образом, активность остается в пределах одной и той же группы нейронов. Часть из них участвует и в хранении текущих воспоминаний, и в обработке новых сигналов, а часть вовлечены лишь в одну из этих задач. Именно связи между клетками второй группы позволяют «развернуть» нейронные паттерны перпендикулярно и перенести их из «папки “Входящие”» в «папку “Текущее”».

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.