Вчені виявили в мозку нейрони, які формують сприйняття реальності та уявного

Вчені з Массачусетського технологічного інституту (МІТ) і Університету Західного Онтаріо описали механізм кодування реальної і уявної інформації нейронами префронтальної кори головного мозку. Результати роботи дослідників опубліковані в журналі Nature Communications.

Як зазначається, під час дослідження науковці вживили електроди до префронтальної кори мозку двох макак-резусів. Активність мозку тварин вивчали за допомогою методу магнітно-резонансної томографії (МРТ). Тварини виконували два типи завдань. У тестах на сприйняття їм демонстрували хмару точок, поруч з якою, через 1,2 - 2 секунди, виникала інша хмара. Якщо стимули рухалися в одному напрямку, мавпа повинна була відпустити клавішу. У випробуванні на робочу пам'ять перша хмара точок зникала через одну секунду, і макаки змушені були згадувати її траєкторію для порівняння з новою. Під час експериментів автори зафіксували активність 272 нейронів у кожної особини.

Локалізація латеральної префронтальної кори (a) і поширеність переважно перцептивних (червоний колір) і мнемонічних (синій колір)нейронів e аркоподібній (arcuate sulcus) і основній (principal sulcus) частинах головного мозку. Розмір кіл відповідає силі кодування напрямків.

Клітини, які були активні в обробці інформації, розташовувалися в задній частині основної борозни мозку. Аналіз показав, що нейрони були специфічні, при цьому 126 з них (46%) значно краще реагували на сприйняття напрямку, ніж передбачалося. Приблизно 28% клітин більшою мірою кодували рух і 32% - скоріше спогади про нього. Однак значна частина нейронів паралельно виконувала обидві функції. Подальша статистична обробка дозволила віднести, за критерієм значущості, до перцептивних (таких що відповідають за сприйняття) - 32%, до мнемонічних (таких що відповідають за уяву) - 40% і до змішаних - 28% клітин.

Потім дослідники порівняли показник з точністю виконання завдань. Оскільки макаки краще справлялися з першим варіантом тесту, автори дійшли висновку, що активність перцептивних клітин перевищує силу кодування мнемонічних. Виключення з розгляду перцептивно-мнемонічних нейронів знижувало точність відповідей у три-чотири рази. Також для виявлення відмінностей між односпрямованою і протилежною траєкторією точок використовувалися різні патерни кодування.

У той же час патерни кодування для спостереження і запам'ятовування були практично ідентичні. Сила приблизно третини нейронів виявила зв'язок з кутом відхилення між передбачуваної та істинної траєкторією руху стимулів. На думку авторів, отримані дані прояснюють нейронний механізм кодування площинних візуальних стимулів. Опис роботи окремих нейронів префронтальної кори може допомогти в розробці нових методів лікування нейропсихічних захворювань, наприклад, шизофренії.