Ученые из Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) доказали, что крысы обладают воображением: они могут представлять, как идут куда-то или перемещают объекты в определенное место. Исследование опубликовано в журнале Science.
Как и у людей, когда крысы знакомятся с новыми местами и объектами, в гиппокампе — области мозга, ответственной за пространственную память, — активируются определенные нейронные связи. Эта зона хранит «карты мира» и участвует в воспоминании прошлых событий и воображении будущих сценариев. Ранее не было известно, могут ли животные целенаправленно контролировать эту функцию гиппокампа.
В течение нескольких лет авторы работы разрабатывали систему «мозг-машина», которая позволила бы в режиме реального времени измерять нейронную активность мозга крыс. В итоговом эксперименте крысу поместили в установку: животное бежало по движущемуся шару, окруженному куполом. На стены купола проецировалось изображение виртуального пространства, наполненного различными объектами. С помощью этой установки и интерфейса «мозг-машина» ученые создали «словарь мыслей», который позволил им расшифровывать сигналы мозга крысы. В нем были собраны описания активности нейронов, которая возникала, когда крыса сталкивалась с объектами и местами в виртуальной реальности. Животное вознаграждали водой (доступ к которой у них был ограничен) за достижение определенных мест в виртуальном пространстве или взаимодействии с объектами в нем.
Затем исследователи отключили беговую дорожку. В результате животное могло двигаться лишь с помощью собственных мыслей. При этом активность гиппокампа крысы соответствовала той, что наблюдалась при движении. Это означает, что животное представляло, как добирается до определенного места, где обычно получало награду. Когда крысу «обездвижили» в определенном месте виртуальной реальности, она представляла, как передвигает объект к цели в VR-пространстве, управляя активностью своего гиппокампа. Животные были способны поддерживать активность гиппокампа, удерживая свои мысли в определенном месте в течение многих секунд — периода времени, аналогичного тому, в котором люди заново переживают прошлые события или воображают новые сценарии.
«Крыса действительно может активировать представление мест в окружающей среде, не заходя туда. Даже если ее физическое тело зафиксировано, ее пространственные мысли могут отправиться в очень отдаленное место», — объяснил первый автор статьи Чонгси Лай.
Ранее ученые выяснили, что бессонная ночь может быстро смягчить симптомы депрессии.