Нередки случаи, когда мы забываем, в каком дворе припарковали автомобиль или куда положили очки. Речь идет об эпизодических воспоминаниях, которые всегда привязаны к месту и времени. Российский ученый Дмитрий Аронов, который работает в Институте Цукермана Колумбийского университета, задался целью изучить подобную эпизодическую память у ее обладателя «сотого уровня» – синички. Ведь ей удается запоминать более тысячи (!) мест в природе, где она прячет свой корм. Работа, посвященная кодированию этой информации в мозге, была опубликована на днях в ведущем биологическом журнале Cell.
Оказалось, что так называемые черношапочные гаички из семейства синицевых, мозговую деятельность которых исследовал Аронов вместе с коллегами, в момент создания тайников с едой активируют в мозге уникальные нейронные паттерны (схемы, образы). Ученые сравнили их с уникальными штрих-кодами. Когда птицы возвращаются, чтобы забрать запасенные семечки, в их мозгу снова появляются те же образы.
Ученые давно поняли, что гиппокамп мозга (часть мозга, отвечающая за обработку пространственной информации) это место, где рождается эпизодическая память, но не совсем понимали, как именно кодируются воспоминания.
Чтобы выяснить это на синицах, исследователи сконструировали арены, где птицы с вживленными в мозг сверхлегкими электродами могли «добывать» семечки и прятать их в ячейки-тайники, закрытые клапанами. К слову, чтобы добиться этого, ученым пришлось создать нестабильный режим кормления: кормушки с семечками то открывали, то закрывали. Когда корм был недоступен, птицы прыгали по арене и «подчищали» свои тайники. За поведением птиц автоматически «следили» несколько камер. После действия пернатых сопоставили с реакцией нейронов в гиппокампе.
Когда синички прятали корм в ячейки, работало 7% нейронов гиппокампа, причем в каждом случае — разные. Интересно, что совершенно другие нейроны «реагировали» на эти же, но уже опустошенные места при обычном их посещении птицей. Таким образом, ученые сделали вывод, что «штрих-коды», связанные с запасанием корма, никак не меняют активности «клеток места», хотя раньше считалось наоборот.
«Мы обнаружили также, что каждое воспоминание связано с уникальным образцом активности в гиппокампе», – говорит Дмитрий Аронов, подчеркивая, что «штрих-коды» связанные с запасанием корма, не бывают одинаковыми, даже если ячейки находятся рядом друг с другом.
Следующая задача исследователей – проверить, используются ли «штрих-коды» мозгом для дальнейшего управления поведением птиц, вспоминают ли синицы о своих «заначках». И для этого придется создать более сложные условия в лаборатории.
Комментарий академика РАН, научного руководителя Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Павла БАЛАБАНА:
– Очень интересен в этой работе вывод о том, что у птиц образ места существует отдельно от образа тайника с кормом. Это роднит нас с ними – такие же отдельные паттерны места, без привязки к какому-то действию, есть и у человека.
– Но почему человек порой не способен запомнить даже одно место, где он спрятал что-то дельное?
– Человек обладает во много раз большими возможностями для запоминания, чем птицы, важно только соблюсти правильные условия для этого. Например, поголодать, как синица день-два. Тогда все места, куда он спрячет свою еду на «голодный» день, очень четко отпечатаются в его памяти.
– Получается, что мы можем забыть, в какую книгу положили деньги, только потому, что у нас нет сильной мотивации это запомнить?
– Да. Гормоны, способствующие хорошему запоминанию, не работают, когда нет нужной регуляции.
Наталья Веденеева
