22:00 
Человеческий мозг должен быть способен связывать содержимое воспоминаний с обстоятельствами, в которых оно происходит. Исследователи из Бонна теперь обнаружили, как человеческий мозг использует две разные группы нейронов для отдельного хранения контента и контекста. Эти группы нервных клеток работают вместе скоординировано, формируя воспоминания, а не смешивая сигналы в активности отдельных клеток. Результаты исследования опубликованы в известном журнале Nature.
Люди обладают замечательной способностью запоминать одного и того же человека или объект в совершенно разных ситуациях. Мы легко можем отличить ужин с другом от деловой встречи с тем же другом. «Мы уже знаем, что глубоко в центрах памяти мозга специфические клетки, называемые концептуальными нейронами, реагируют на этого друга, независимо от среды, в которой он появляется», — говорит профессор Флориан Морманн из Клиники эпилептологии UKB, который также является членом Трансдисциплинарного исследовательского направления (TRA) «Жизнь и здоровье» Боннского университета. Однако мозг должен быть в состоянии объединить это содержание с контекстом, чтобы сформировать полезную память. У грызунов отдельные нейроны часто смешивают эти две части информации. «Мы спросили себя: функционирует ли здесь человеческий мозг принципиально по-другому? Сопоставляет ли он контент и контекст отдельно, чтобы обеспечить более гибкую память? И как эти отдельные фрагменты информации соединяются, когда нам нужно запомнить конкретный контент в соответствии с контекстом?» — говорит доктор Марсель Бауш, руководитель рабочей группы кафедры эпилептологии и член TRA «Жизнь и здоровье» Боннского университета.
Наблюдение за человеческим мозгом в режиме реального времени
Чтобы исследовать это, боннские исследователи использовали электрическую активность отдельных нейронов в мозгу людей с лекарственно-устойчивой эпилепсией. В чисто диагностических целях электроды были имплантированы в гиппокамп и окружающие его области мозга — области, необходимые для памяти. Пока их припадки записывались, чтобы определить, подходят ли они для операции, они добровольно участвовали в экспериментах на ноутбуке. Им были показаны пары изображений, которые они должны были сравнить, основываясь на разных вопросах. Например, им нужно было решить, был ли объект «больше», если испытание начиналось с вопроса «Больше?». «Это позволило нам наблюдать, как мозг обрабатывает одно и то же изображение в разных контекстах задач», — говорит Морманн.
Исследовательская группа проанализировала более 3000 нейронов и выделила две в значительной степени отдельные группы нейронов: Контентные нейроны активируются в ответ на определенные изображения (например, печенье, независимо от задачи). Контекстные нейроны активируются в ответ на конкретные контексты задач (например, вопрос «Больше?»), независимо от показанное изображение. Напротив, у грызунов очень немногие нейроны кодировали оба одновременно. «Ключевым открытием было то, что эти две независимые группы нейронов кодировали контент и контекст вместе и наиболее надежно, когда пациенты правильно решали задачу», — говорит Бауш.
Связи между ними укреплялись в ходе эксперимента: срабатывание контентного нейрона начало предсказывать активность контекстного нейрона несколько десятков миллисекунд спустя. «Казалось, что «бисквитный» нейрон учился этому. стимулирует нейрон «Большого?», — говорит Морманн. Это происходит в роли привратника потока информации, так что извлекается только соответствующий контекст, который был ранее активен. Этот процесс, известный как завершение шаблона, позволяет мозгу реконструировать полный контекст памяти только из частичной информации. «Такое разделение труда, вероятно, объясняет гибкость человеческой памяти: мозг может повторно использовать одну и ту же концепцию в бесчисленном количестве новых ситуаций, не нуждаясь в специализированном нейроне для каждой отдельной комбинации, сохраняя контент и контекст в отдельных «нейронных библиотеках», — говорит Морманн. Бауш и Морманн добавляют: «Способность этих групп нейронов спонтанно связываться позволяет нам обобщать информацию, сохраняя при этом конкретные детали отдельных событий».
Хотя в исследовании использовались конкретные вопросы в качестве интерактивных контекстов на ноутбуке, существуют и другие пассивные контексты, например, комната, в которой вы находитесь. Еще предстоит определить, обрабатываются ли эти повседневные фоновые контексты теми же нейронными механизмами. Кроме того, механизмы также должны быть проверены за пределами клинических условий. чтобы выяснить, мешает ли преднамеренное нарушение взаимодействия между этими нейронами человеку извлечь правильное воспоминание в контексте или принять правильное решение.
