У крыс есть воображение: доказано учёными

Команда учёных разработала новую систему, сочетающую виртуальную реальность и машинный интерфейс, для исследования мыслей крыс.

Ученые обнаружили, что крысы могут думать о местах и объектах, которых перед ними в данный момент нет. То есть они могут представить, как идут в определенное место или тащат в это самое место какой-нибудь объект. 

Как и у людей, у грызунов знакомство с местами и событиями происходит в гиппокампе – области мозга, ответственной за пространственную память. Новое исследование показывает, что крысы могут добровольно генерировать разные модели активности, чтобы вспомнить места, которые находятся далеко от них.

Команда из исследовательского кампуса Джанелия HHMI разработала новую систему, сочетающую виртуальную реальность и мозго-машинный интерфейс для исследования мыслей крыс. В ходе экспериментов команда поместила крысу в систему VR. Когда крыса ходит по сферической беговой дорожке, ее движения транслируются на 360-градусном экране. Когда крыса достигает цели, ей выдается вознаграждение. 

Способность представлять себе места, где нас нет, имеет основополагающее значение для запоминания прошлых событий и представления возможных сценариев будущего. Таким образом, новое исследование показывает, что грызуны, как и люди, обладают определенной формой воображения.

В то время как крыса перемещается по VR-арене, система ИМТ записывает активность гиппокампа крысы. Исследователи могут увидеть, какие нейроны активируются, когда крыса перемещается по арене, чтобы достичь каждой цели. Эти сигналы обеспечивают основу для гиппокампального ИМТ в реальном времени, при этом активность гиппокампа мозга преобразуется в действия на экране.

В системе используется интерфейс «мозг-машина» (ИМТ), который обеспечивает прямую связь между активностью мозга и внешним устройством. В системе команды ИМТ обеспечивает связь между электрической активностью в гиппокампе крысы и ее положением на 360-градусной арене виртуальной реальности.

Гиппокамп хранит «мысленные карты» нашего мира, участвующие в воспоминании прошлых событий и воображении будущих сценариев. Активность памяти включает в себя создание определенных моделей активности гиппокампа, связанных с местами и событиями. Но никто не знал, могут ли животные добровольно контролировать эту деятельность.

ИМТ позволяет исследователям проверить, может ли крыса активировать активность гиппокампа, чтобы просто подумать о другом месте на арене, не отправляясь туда физически – по сути, это помогает определить, может ли животное представить себе, что идет в это место.

Команда обнаружила, что крысы могут точно и гибко контролировать активность гиппокампа – так же, как это делают люди. Получается, что животные также способны поддерживать эту активность гиппокампа, удерживая свои мысли в определенном месте в течение многих секунд.

Исследование также показывает, что ИМТ можно использовать для исследования активности гиппокампа, создавая новую систему для изучения этой важной области мозга. По мнению авторов, поскольку ИМТ все чаще используется в протезировании, эта новая работа также открывает возможность разработки новых протезных устройств, основанных на тех же принципах.