Виртуальная симфония гиппокампа
Нейрофизики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (University of California, Los Angeles) обнаружили: нейроны головного мозга, отвечающие за пространственную память, по-разному реагируют на виртуальный и реальный мир. Ученые изучали работу гиппокампа, части лимбической системы мозга, с нарушениями в которой связаны такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, а также психические расстройства (депрессии и шизофрения).
Гиппокамп играет важную роль в формировании записей в памяти человека. Например, когда мы впервые входим в какое-либо помещение, часть нейронов гиппокампа активизируется, формируя своеобразную когнитивную карту окружающей среды. Сам механизм остается загадкой, однако ученые полагают, что таким образом просчитываются расстояния до объектов. При построении карты мозг полагается на самую разную информацию, в том числе запахи и звуки.
Чтобы протестировать способность гиппокампа к формированию пространственных карт с использованием только визуальных ориентиров, была разработана система виртуальной реальности и применена на лабораторных крысах (возможность ориентации по запахам и звукам в процессе эксперимента свели к минимуму).
Результаты в виртуальной и реальной среде (которая визуально повторяла искусственную картинку) существенно отличались. Когда крыса находилась в виртуальном мире, ее нейроны активировались вразнобой, будто бы мозг не мог определить местоположение (карта не формировалась). При этом внешне подопытные вели себя полностью адекватно в обоих случаях. Оказалось, что нейроны считали дистанцию в виртуальной среде, основываясь исключительно на информации о пройденном крысой расстоянии, без поправки на местонахождение. В реальном мире у крыс функционировало вдвое больше нейронов, чем в виртуальном. Другое отличие в том, что при нахождении в виртуальной реальности задействуются иные нейронные паттерны. Ученые утверждают, что результаты опыта можно смело экстраполировать на людей.
Кроме того, обнаружено, что группы нейронов создают сложные паттерны с использованием мозговых ритмов, критичных для обучения и запоминания. Нейроны гиппокампа как бы общаются одновременно на двух языках: один основан на ритмах, другой – на интенсивности. При нахождении в виртуальной реальности структура языка ритмов остается той же, но меняется содержание. А вот язык интенсивности искажается до неузнаваемости.
Когда люди пытаются вспомнить что-то определенное, область гиппокампа максимально активна, в результате чего появляются сложные ритмические паттерны. Благодаря им мы запоминаем информацию и можем возвращаться к ней при необходимости. Исследователи полагают, что отсутствие или нарушение ритмов может быть причиной серьезных психосоматических расстройств.
В общем, взаимодействие разных частей гиппокампа можно сравнить с оркестром: множество музыкальных инструментов, звучащих с разной интенсивностью, но идеально синхронизированных друг с другом. При нахождении же в виртуальной реальности значительная часть инструментов просто исчезает.
