Раньше нейрофизиологи предполагали, что за различение полностью нового образа от уже известного, но изменившегося, отвечают две зоны гиппокампа – зубчатые извилины и CA3 (Cornu Ammonis 3). При этом считалось, что зубчатые извилины автоматически «считывают» любой образ как полностью новый, а CA3 «пытается» найти соответствие между новым образом и хранящимся в памяти старым. Так, из-за новой прически или очков зубчатые извилины определяют встреченного человека как незнакомого, а CA3 сравнивает этот образ с тем, что уже хранится в памяти.
Новые данные, полученные группой исследователей под руководством профессора нейрофизиологии Джеймса Книрима (James J. Knierim) из Университета Джона Хопкинса, показывает, что роль CA3 сложнее, чем считалось ранее, – разные части CA3 могут «принимать» разные решения и передавать их в другие области мозга.
«В конце концов именно CA3 должна принять решение – это тот же образ или другой? Если встретившийся человек вам знаком, просто слегка изменился со временем, это одна история. Но если вы ошибаетесь и он действительно оказывается незнакомцем, вашему мозгу нужно создать новое воспоминание, полностью отдельное от воспоминаний о том человеке, с которым они похожи», – говорит Джеймс Книрим.
Его группа проводила эксперименты с грызунами. Крысам вживили электроды в область гиппокампа и заставили бегать по специально построенной дорожке, по которой рассыпали шоколадные крошки. Поверхность дорожки была покрыта четырьмя различными материалами – наждачной бумагой, ковровым покрытием, прочной липкой лентой и резиной. Дорожка была окружена черным занавесом, к которому крепились различные предметы. За десять дней крысы хорошо запомнили всю территорию.
Затем экспериментаторы изменили обстановку. Они развернули дорожку против часовой стрелки, а занавес – по часовой стрелке, дезориентировав крыс. «Чтобы понять, что почувствовали крысы, представьте, что вы пришли к себе домой и увидели, что мебель передвинута, а картины висят по-другому. Что бы вы подумали: что это ваш дом или что вы ошиблись дверью? Подобный опыт сильно дезориентирует и доставляет большой дискомфорт».
Даже при небольших изменениях интерьера активность в одном из подотделов CA3 в мозге крыс полностью изменилась – они запоминали новое расположение предметов. Однако в другом подотделе активность оставалась практически прежней: там поддерживались воспоминания о прошлом расположении объектов, даже если обстановку меняли кардинально. Очевидно, эта часть «понимала», что окружение, несмотря на изменения, осталось тем же.
Для чего ученые столь детально изучают процесс работы гиппокампа? Помимо прочего, подобные исследования важны для понимания механизмов потери памяти при болезни Альцгеймера и разработки новых методов ее лечения.
Подробнее см. J. Knierim et al. «Neural population evidence of functional heterogeneity along the CA3 transverse axis: Pattern completion versus pattern separation», Neuron, August 2015.
