В пространственной памяти нашли сложную картографию

Эксперименты с погружением добровольцев в виртуальную реальность показали, что «карты» сложно организованных пространств — таких как дом или город — наш мозг складывает из множества отдельных «карт» поменьше. Об этом рассказывает статья, опубликованная в журнале Cognition.

В жизни мы имеем дело с двумя принципиально разными видами пространства. Оно может, как пространство комнаты или двора, целиком просматриваться взглядом, а может, как пространство целого здания или города, быть сложным, компартментализованным и состоять из массы отдельных связанных элементов. При этом модели пространственной репрезентации мозга обычно не принимают в расчет разницу между теми и другими. «Наши эксперименты показывают, что такое допущение некорректно», — пишут Тобиас Милингер (Tobias Meilinger) и его коллеги по Институту биологической кибернетики Общества Макса Планка.

Ученые отобрали 24 добровольца и проводили эксперименты в виртуальной реальности, позволяя подопытным ходить по большому залу. При этом половине из них демонстрировалось помещение с семью различными предметами, лежащими на полу тремя рядами: чайник, молоток и банан; лошадка, телефон и теннисная ракетка; в центре последнего ряда – труба. Второй половине добровольцев «очки» виртуальной реальности позволили исследовать несложный лабиринт в форме изгибающегося коридора без ответвлений, где в точно таком же порядке были разложены те же предметы.

На следующем этапе опыта предметы исчезали из виртуального мира, а на их месте оставались одинаковые сферы. Добровольцев просили снова пройти по виртуальному пространству и собрать их в определенном порядке. В случае ошибки фаза обучения повторялась, пока все подопытные не запомнили все достаточно твердо, и тогда ученые перешли к тестам. В них подопытные снова погружались в то же виртуальное пространство, однако на сей раз управляли движением с помощью джойстика, сидя за столом. При этом им указывалось место, на котором они находятся («Вы стоите у банана») и цель, на которую нужно развернуться («Укажите на телефон»).

Как показали опыты, скорость ответа у подопытных, вспоминающих «комнатные» пространства, не зависела от расстояния до того или иного предмета, и они редко ошибались, описывая их взаимное расположение. При этом группа, запоминавшая коридоры лабиринта, отвечала с задержкой, которая определялась дистанцией от текущей точки до нужного предмета. Члены этой группы иногда путались между действительным порядком расположения предметов и той последовательностью, в которой они с этими предметами познакомились.

По мнению ученых, этот результат указывает на то, что память о сложных пространствах, таких как лабиринт или городские улицы, складывается из последовательностей отдельных «карт», связанных друг с другом в том порядке, в котором мы их изучили. «Фигурально выражаясь, наша пространственная память о кофеварке на кухне необязательно должна включать место расположения расчески в ванной, — объясняет одна из авторов работы Марианна Стрикродт (Marianne Strickrodt). — Если мы хотим, стоя на кухне, представить место расположения расчески, мы будем перебирать пространственную память теми же шагами, которыми мы ее сохраняли: сперва кухня, затем коридор, потом ванная».

В связи с этим стоит вспомнить прошлые работы, в которых было показано, что в сложных помещениях нарушается работа grid-нейронов энторинальной коры височных долей головного мозга. Считается, что именно она определяет нашу пространственную память наряду с гиппокампом, ключевым органом памяти вообще. Расположенные здесь специализированные нейроны регистрируют изменения направления головы (HD-нейроны), а также сохраняют «схему» расположения узловых точек в пространстве (grid-нейроны), или упрощенные карты знакомых местностей. Нейрофизиологи продолжают активные исследования всех сторон работы этих систем — так, недавно было продемонстрировано, что функциональность grid-нейронов нарушается и в темноте, при отсутствии зрительных стимулов.

Роман Фишман