Ориентироваться на новом месте всегда непросто - это относится и к крысам. Исследователи из Рурского университета в Бохуме изучили, как мозг крыс справляется с этой задачей. Они хотели выяснить, на что больше всего крысы полагаются: на то, что они видят, или на свое чувство направления при навигации в пространстве. Результаты исследования нейрофизиолога профессора доктора Дениз Манахан-Вон, вычислительного нейробиолога профессора доктора Лоренца Вискотта и их коллег недавно были опубликованы в Frontiers of Behavioral Neuroscience.
Цель исследования состояла в том, чтобы изучить относительную зависимость грызунов от дистанционных, местных и внутренних направляющих (идиотетических) сигналов для создания надежных пространственных представлений. Другими словами, когда мы учимся ориентироваться в пространстве, на что мы больше полагаемся: на то, что видим, или на чувство направления?
Для этого была создана парадигма, состоящая из двух идентичных сред, разделенных барьерной стеной. Локальная визуальная подсказка размещалась в одном и том же месте на стене основной камеры каждой среды.
Животные подходили к любой среде в полной темноте при наличии белого шума и отсутствии надежных обонятельных сигналов. Намерение состояло в том, чтобы убедить животных, что существует только одна окружающая среда.
Затем ученые записали из клеток места гиппокампа, когда животные перемещались по окружающей среде. Клетки места - это специализированные клетки мозга, которые становятся активными, когда грызуны оказываются в определенном пространственном контексте: их активация уникальна для разных пространственных сред и, таким образом, может использоваться для понимания того, как грызун воспринимает окружающую среду. Если крысы узнают, что среда была разной, то место активности клеток (место поля) будет разным в двух средах.
Но ученые обнаружили, что в темноте активность клеток места указывала на то, что животные действительно не знали о существовании двух сред: поля места появлялись в одних и тех же относительных местах в обеих средах. Когда барьер между средами был удален и животные могли свободно перемещаться между камерами, поля мест не изменились, что позволяет предположить, что они продолжали полагаться на локальные визуальные подсказки.
Многократное воздействие камер было необходимо, прежде чем животные начали доверять идиотским сигналам в различении одной, казалось бы, идентичной среды от другой. Это говорит о том, что в ситуации конфликта сигналов локальные визуальные сигналы будут полагаться больше, чем на идиотские сигналы. Кроме того, интеграция тонкой идиотской информации-сигнала в пространственное представление в темноте представляет собой постепенный процесс обучения.