Авторы нового исследования утверждают, что крысы умеют воображать. По крайней мере, грызуны представляют места, по которым ранее бродили сами, либо «перемещали» фигуры. Это показал эксперимент с виртуальной реальностью. 

Гиппокамп (парная структура, расположена в височных отделах полушарий) — часть головного мозга, которая выступает в роли хранилища кратковременной памяти. Эта структура отвечает за перевод информации в долговременную память, а также формирует пространственную память, благодаря которой человек ориентируется в пространстве (навигация). 

В последнее время ученые стали замечать, что активность гиппокампа может быть связана с визуальным воображением. Специалисты предполагают, что с помощью этой структуры головного мозга происходит спонтанное или преднамеренное построения сложных образов.

Гиппокамп есть не только у людей, но и у других млекопитающих. Причем специалисты уверены, что его функции одинаковы как у первых, так и у вторых. Это натолкнуло некоторых исследователей на мысль, что позвоночные животные также как и люди склонны к воображению, например, умеют представлять места, в которых они ранее побывали. 

Статья по теме: Оптогенетика: сможем ли мы научиться управлять памятью

Конечно, животные не могут рассказать людям, умеют ли они воображать. Однако это можно попытаться узнать с помощью экспериментов и технологий. Такой целью задалась группа ученых из Медицинского центра Бет Исраэль Диаконисса в Бостоне (США). Нейробиолог Альберт Ли и его коллеги разработали интерфейс «мозг-машина», который позволил в режиме реального времени измерить нейронную активность мозга крыс и таким образом выяснить, действительно ли грызуны умеют воображать. Результаты работы опубликованы в журнале Science.

Ученые провели серию экспериментов. 

Сперва они создали арену виртуальной реальности (VR) с обзором в 360 градусов. После чего разместили круглые беговые дорожки и поместили на них трех крыс. Беговые дорожки были окружены куполом, на стены которого проецировалось изображение виртуального пространства. VR заставила грызунов ощущать, что они движутся по темному туннелю. 

В первом эксперименте животные должны были находить определенные фигуры в виртуальном пространстве, их этому обучили заранее. В качестве вознаграждения за посещение определенных мест в VR-пространстве или взаимодействия с фигурами в нем, крысы получали сладкую воду. Пока грызуны искали цели, ученые записывали электрические сигналы, появляющиеся в гиппокампе крыс. Затем эти сигналы интерфейс «мозг-машина» преобразовывал в изображения маршрута, которые отображались на стенках купола. Преобразование происходило на основе описания активности нейронов, которая возникала, когда крыса сталкивалась с конкретной фигурой и местом в виртуальной реальности, где эту фигуру животные находили. Иными словами, ученые увидели то, о чем крысы «думают».

Во втором эксперименте крысы должны были выполнить два задания. В обоих случаях животных поместили на беговую дорожку, но, в отличие от предыдущего испытания, пространство вокруг них не двигалось. 

В первом задании грызуны должны были найти определенную фигуру, которую они уже видели в предыдущем эксперименте, например, круг. Когда крысы начинали поиск, активность их гиппокампа соответствовала той, что наблюдалась при движении виртуального пространства. Интерфейс «мозг-машина» преобразовывал сигналы мозга животных в изображения и ученые поняли, что грызуны представляли места в виртуальной реальности, через которые они ранее уже проходили, чтобы найти фигуру (в первом эксперименте). 

«Крысы быстро „осознали“, что движение по беговой дорожке не приблизило их к кругу, но когда они представили путь по которому шли к фигуре в прошлый раз, интерфейс отобразил этот маршрут в виртуальной реальности», — объяснил Чонгси Лай, один из авторов исследования.

Статья по теме: Шимпанзе ловят насекомых и прикладывают их к ранам. Это зачатки “народной медицины” у обезьян? 

Во втором задании условия слегка поменялись, теперь крыс практически полностью обездвижили. Ученые хотели добиться того, чтобы грызуны «передвигали» фигуру к цели в VR-пространстве, используя только свое воображение. Во время этого задания активность их гиппокампа фиксировалась на протяжении десятков секунд — периода времени, аналогичного тому, в котором человек заново переживает прошлые события или представляет что-либо  новое. То есть крысы могли воображать в течение относительно долгого времени.  

Авторы сделали вывод, что крысы могут представлять конкретные места в окружающем пространстве, в которых они ранее побывали. По словам исследователей, такой способностью должны обладать не только эти грызуны, но и другие животные, у которых есть гиппокамп. 

«Крысы, по сути, смогли сознательно контролировать активность нервных клеток в своем гиппокампе, это очень похоже на то, что мы делаем, когда что-то воображаем. На мой взгляд, такое явление показывает не только то, что эти животные способны мысленно путешествовать в пространстве, но и что они обладают сознанием», — поделился своим мнением профессор Фрэнк Сенгпил из Кардиффского университета.

Однако вопрос, насколько схоже воображение крыс с воображением людей, остается открытым. Ученые планируют ответить на него в ближайшее время в новой работе.