Он ориентируется по окружающей обстановке — и помогает не заблудиться.
Чтобы не заблудиться, мы используем разные источники данных об окружающей обстановке — знакомые объекты в качестве ориентиров, чувство направления, а также можем оценить, как далеко мы прошли.
У крыс такой «шагомер» или, если угодно, «одометр» представляет собой специализированные клетки мозга, которые отмечают каждые ~30 см пройденного пути. В 2014 году это открытие было удостоено Нобелевской премии.
В Школе психологии и нейронаук Сент-Эндрюсского университета глубже изучили работу этой системы, результатами чего поделились в журнале Current Biology.
Исследователи обучили крыс пробегать определенное расстояние для получения награды, затем записали активность отдельных клеток в навигационной системе мозга во время выполнения задачи. Потом грызунов поместили в трапециевидные помещения — и их способность оценивать расстояния ожидаемо ухудшилась.
Эксперимент повторили с участием людей, построив для этого среду длиной 12,5 метров в Студенческом союзе Сент-Эндрюса. Результаты показали, что люди также могут точно определять расстояние, и что та же манипуляция с окружающей средой, которая искажает работу «шагомера» у крыс, ухудшает и человеческий навык измерения пути.
Мониторинг нейронной активности проводился в энторинальной коре. Это одна из первых областей мозга, страдающих при болезни Альцгеймера. Таким образом, задача на оценку расстояния, которая зависит от нейронного «шагомера», может стать полезным инструментом для ранней диагностики.
«Интересно, что способность оценивать расстояние связана с картиной регулярной активности в энторинальной коре. То, что и люди, и крысы показали одинаковые ошибки в оценке расстояния в различных условиях, дает уверенность, что механизмы работы мозга у обоих видов одинаковы», — пояснил профессор Джеймс Эйндж, руководивший исследованием.
Разница лишь в масштабах. У человека шаг линий сетки, по которым срабатывают нейроны внутреннего «одометра», достигает 1,5–4 метров и более. Ученые связывают это с типичными размерами помещений, в которых мы, как правило, находимся.
Впрочем, это только гипотеза. Соседние клетки срабатывают с другим периодом (например, 50 см, 70 см, 1 метр) и своим сдвигом фазы. Мозг собирает сигналы от всех этих нейронов для максимально точного измерения, подобно тому, как GPS-навигатор ловит данные нескольких спутников сразу для лучшего позиционирования.