Мозг объединяет воспоминания

22.07.2015

Около 10 лет назад нейробиологи обнаружили странный феномен: некоторые нейроны в человеческом мозге активировались только в ответ на конкретный образ. Те исследования выполнялись на пациентах, больных эпилепсией, которым вводили электроды в кору мозга, чтобы узнать, какой участок отвечает за болезнь. Одновременно можно было выполнять научные эксперименты (разумеется, на добровольной основе).

Когда человеку с электродом в голове показывали фотографию какой-нибудь знаменитости, вроде актрис Дженнифер Энистон или Джулии Робертс, или же некую сцену из мультфильма, то в ответ можно было видеть активность определенных нервных клеток, причем нейрон "Дженнифер Энистон" молчал на фотографии Джулии Робертс. Такие нервные клетки находились в участке мозга, захватывающей гиппокамп, который, как известно, служит у нас главным центром памяти.

Дальнейшие эксперименты показали, что в мозге действительно есть клетки, отвечающие за узнавание различных объектов, человеческих лиц и т. д. Таких клеток для каждого объекта выделены не одна и не две, а порядка тысячи, если не больше, однако они могут отстоять друг от друга слишком далеко, чтобы нейробиологи могли заметить их все сразу.

Причем, что важно, эти клетки отличают важные признаки от второстепенных: например, на знаменитую персону они реагируют независимо от того, во что одета знаменитость и какая у нее прическа. Однако в некоторых случаях, когда человеку показывали знакомый объект в новом контексте, такие нейроны молчали.

В то же время наши воспоминания ведь никогда не состоят из отдельно стоящих объектов. Например, мы можем вспомнить нашего знакомого в ситуации, когда он пришел к нам в гости, или когда мы встретили его на улице - очевидно, что тут есть два разных места, улица и дом, для которых выделены свои нейроны, и они должны как-то взаимодействовать с клетками, отвечающими за образ человека. И вообще, мы запоминаем целые цепочки событий, в которых с самыми разными объектами все время что-то происходит - такого рода информация называется эпизодической памятью.

Как ведут себя с такой памятью вышеописанные специфические нейроны, попытались выяснить Ицхак Фрид (Itzhak Fried) (один из тех, кто открыл такие клетки) из Калифорнийского университета Лос-Анджелесе и его коллеги из Университета Лестера. Добровольцами в их опытах опять послужили пациенты-эпилептики, которым ввели электроды в кору мозга - им показывали от ста до двухсот самых разных изображений: среди них были места, которые нравились самым участникам эксперимента, и портреты знаменитостей, и известные архитектурные сооружения, вроде Пизанской башни, и другие элементы ландшафта.

У каждого человека (а было их 14) удалось записать активность 600 клеток, и среди них можно было выделить группы от 2 до 28, которые вместе реагировали, по меньшей мере, на одно изображение. Затем картинки поменяли так, чтобы персонаж и фон у них не совпадали по нейронной активности, например, актера Клинта Иствуда комбинировали с Пизанской башней - зная, что нейроны, отвечающие за известного человека, никак не реагируют на известное архитектурное сооружение.

После того, как участники эксперимента просмотрели такие коллажи, они должны были пройти серию тестов на память: например, им нужно было собрать виденный коллаж из раздельных фото - то есть к фотографии Клинта Иствуда подобрать фото Пизанской башни.

Целью исследователей было понять, что при этом будет происходить с нейронами специфического ответа. В статье в Neuron они пишут, что уже после первого раза клетки понимали, что перед ними "их объект", просто в новых условиях, и даже отвечали на его новую, модифицированную версию с большей активностью. "С первого раза" значит, что достаточно было один раз показать комбинированную картинку, чтобы специальные нейроны запомнили свой объект во взаимосвязи с новым окружением.

На самом деле, можно было ведь ожидать, что у мозга есть способ превратить отдельные объекты в непрерывную цепочку воспоминаний. Особенность же новой работы в том, что авторам удалось показать изменения в работе высшей нервной системы на нейронном уровне - и главное здесь то, что появление новой ассоциации, необходимость связать привычный объект с новыми условиями сказывается на активности единичных нейронов.

Очевидно, комбинируя активность различных групп специальных нейронов, отвечающих каждая за свой образ, мозг в состоянии запомнить уникальное событие в нашей жизни, которого не было в прошлом и которое не повторится в будущем.

<< Назад: Пластиковая дорога из переработанных бутылок 22.07.2015

>> Вперед: Новое жидкостное охлаждение от Fujitsu 21.07.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Летающая электростанция S2000 07.03.2026

Развитие возобновляемой энергетики заставляет инженеров искать новые способы использования природных ресурсов. Одним из самых перспективных направлений остается ветровая энергия, однако традиционные наземные турбины имеют ряд ограничений. Их мощность зависит от условий у поверхности земли, а для установки таких установок требуется значительное пространство. Поэтому исследователи все чаще обращают внимание на более высокие слои атмосферы, где воздушные потоки значительно сильнее и стабильнее. Именно эту идею воплощает экспериментальная система S2000 - первая в мире летающая электростанция, предназначенная для выработки электроэнергии на большой высоте. Недавно в китайской провинции Сычуань был зафиксирован подъем необычного аппарата, внешне напоминающего дирижабль из научно-фантастических фильмов. На самом деле это высокотехнологичная энергетическая установка, способная улавливать энергию ветра примерно на высоте двух километров. Испытания проводились в городе Ибинь. Там инженеры ...>>

Газированная вода помогает поддерживать концентрацию геймеров 06.03.2026

Современный киберспорт требует от игроков не только быстрой реакции, но и способности долго сохранять высокий уровень концентрации. Во время продолжительных игровых сессий мозг испытывает значительную когнитивную нагрузку, что со временем приводит к утомлению и снижению точности принимаемых решений. Поэтому исследователи все чаще изучают способы поддержания внимания без использования сильных стимуляторов, таких как кофеин или сахар. Как выяснила команда ученызх в составе Шиона Такахаши, Ватара Косуги, Сейичи Мизуно и Такаши Мацуи, неожиданным помощником в поддержании концентрации может оказаться обычная несладкая газированная вода. Результаты их исследования показали, что сильно карбонизированная вода способна помогать геймерам сохранять ментальный фокус во время длительных игровых сессий. Примерно через три часа непрерывной игры у многих участников начинает проявляться так называемая когнитивная усталость. Она выражается в замедлении реакции, снижении точности решений и общем ос ...>>

Портативная клавиатура Keychron 06.03.2026

Компания Keychron представила новую компактную клавиатуру Keychron B11 Pro, которая складывается пополам и благодаря этому занимает минимум места при транспортировке. В сложенном состоянии устройство без труда помещается в сумке, что делает его удобным аксессуаром для мобильной работы. При этом разработчики постарались сохранить полноценный комфорт набора текста, характерный для более крупных клавиатур. Особенностью устройства стала так называемая плоская компоновка Alice. В отличие от традиционных прямых клавиатур, в этой конструкции блоки клавиш слегка разделены и развернуты под небольшим углом. Такое расположение позволяет рукам занимать более естественное положение во время набора текста, благодаря чему уменьшается нагрузка на запястья при продолжительной работе. При этом раскладка остается привычной, поэтому пользователям не требуется долго привыкать к новому устройству. Клавиатура совместима с операционными системами MacOS, Windows и Linux. Инженеры предусмотрели оригинальн ...>>

Разная динамика старения братьев и сестер 05.03.2026

Вопрос о том, почему люди стареют с разной скоростью, давно интересует ученых. Одни сохраняют здоровье и активность до глубокой старости, тогда как у других возрастные изменения проявляются значительно раньше. Особенно любопытной эта проблема становится, когда речь идет о родных братьях и сестрах, которые имеют схожую наследственность и выросли в одной семье, но со временем начинают заметно отличаться по состоянию здоровья и темпам старения. Исследования немецких ученых показывают, что даже близкие родственники могут стареть по-разному, и объясняется это не только различиями в образе жизни. По их оценкам, примерно 55% процессов старения определяется наследственными факторами. Остальная часть зависит от внешних условий, включая питание, уровень физической активности, степень стресса и общие условия жизни. Особенно показателен пример однояйцевых близнецов, генетический набор которых почти полностью совпадает. Несмотря на это, если такие люди живут в разных условиях, их биологически ...>>

Случайная новость из Архива Скоростное путешествие на Марс 26.01.2023 В NASA выбрали несколько новых космических проектов для возможной реализации в будущем. Среди них и проект американских ученых, заключающийся в том, что нужно использовать новый тип ядерного двигателя в космической ракете, чтобы она смогла долететь до Марса за 45 дней. NASA сейчас имеет очень далеко идущие планы по освоению космоса, а потому активно привлекает ученых для разработки новых технологических проектов, которые можно реализовать в космосе. Фокус уже писал о некоторых из них, которые касаются, например, создания кислородного трубопровода на Луне и нового самолета для полетов на Титане. На этом этапе NASA выбрало 14 проектов, первоначально получивших финансирование для дальнейших разработок. То есть это только первая фаза изучения, а к третьей фазе достанутся всего несколько проектов. NASA уже через несколько лет собирается взорвать астронавтов на Луну, а затем в конце десятилетия начать строительство первой лунной базы. Следующим этапом в освоении космоса будет высадка на Марс, которая может уже состояться в следующем десятилетии. Поэтому проекты, относящиеся к Красной планете, особенно интересны космическому агентству США. Среди таких проектов есть новая концепция ядерного двигателя для космической ракеты от Райана Госсе из Университета штата Флорида в США. На самом деле, концепция не совсем новая, хотя и является инновационной технологией, которая, возможно, получит дальнейшее финансирование. Еще в 20 веке США уже занимались созданием ядерного теплового двигателя и ядерного электрического двигателя для космических ракет. Но эти проекты не получили дальнейшего развития. Госсе предложил объединить два типа ядерного двигателя в один, который будет состоять из двух частей, то есть тепловой и электрической. Это позволит, по словам ученого, добраться до Марса за 45 дней. Данный ядерный двигатель, как уже было сказано выше, будет состоять из двух компонентов, которые будут дополнять друг друга. Например, ядерно-тепловой двигатель состоит из ядерного реактора, который нагревает жидкое водородное топливо, превращает его в ионизированный газообразный водород, который затем создает тягу. С другой стороны, ядерно-электрический двигатель состоит из ядерного реактора, обеспечивающего электроэнергией двигатель на эффект Голла, то есть ионный двигатель, генерирующий электромагнитное поле. Это поле ионизирует и ускоряет инертный газ, например ксенон для создания тяги. Оба этих двигателя имеют значительные преимущества по сравнению с обычным химическим двигателем в космических ракетах. Новый двигатель, по словам Госсе, будет сочетать преимущества обоих ядерных ракетных двигателей - теплового и электрического. Такая двойная конструкция сможет обеспечить скорый полет к Марсу за 45 дней, и так люди смогут быстро летать и к другим, более далеким планетам Солнечной системы. Сегодня обычные ракетные двигатели способны доставить на Марс астронавтов за 9-12 месяцев. Поэтому такое короткое путешествие в течение 45 дней значительно снизит риски пилотируемого полета, а также будет более безопасным для здоровья астронавтов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026