Спогади успішно розшифрували по томограмме • Олена Наймарк • Новини науки на "Елементи" • Нейробиология

Спогади успішно розшифрували по томограмме

фіолетовим кольором позначений гіпокамп – відділ мозку, що відповідає за адекватний доступ до автобіографічним спогадами. Його вивчення методом функціональної томографії відкриває величезні перспективи в нейрофізіології мислення. Малюнок з сайту www.morphonix.com

Англійські вчені експериментально показали можливість читання спогадів на основі даних функціональної магнітної томографії мозку. Випробовувані згадували один з трьох відеосюжетів, а завданням нейрофізіологів було визначити, який з відеосюжетів був обраний. Вчені цілком успішно справлялися із завданням. Їм вдалося виявити особливі зони гіпокампу, що відповідають за відтворення пам'ятних епізодів з життя.

Читання думок завжди вважалося дивом, і хто з нас не мріяв про цю здатність, що обіцяє сверхмогущество! Згідно з деякими маргінальним теоріям (як, наприклад, одна з складових частин теорії Б. Ф. Поршнева), предки людини володіли цією чудовою здатністю. Але в ході розвитку логічного мислення вони її втратили, і тепер людині розумній доводиться задовольнятися промовою – цим жалюгідною подобою предковой комунікації.Так чи інакше, але тепер саме за допомогою логічного мислення, тобто науковим методом, Homo sapiens довів принципову можливість читання думок. Я тут підкреслю, що мова йде саме про науковий метод, тобто перевіряється і фальсифікації експерименті, а не про інтуїтивному уявленні, вірі або авторитетних судженнях, тобто, по суті, про ненауковому знанні.

Команда англійських вчених під керівництвом Елеонор Магьюр (Eleonor Maguire) з Інституту неврології Університетського коледжу в Лондоні готувала видатний (і, треба відзначити, нескладний) експеримент з читання думок довго і поетапно. Експеримент здійснювався за наступною схемою. Десяти випробуваним показували три коротких відеосюжету по 7 секунд. У відеосюжети актриса виконувала якісь прості дії – опускала лист в поштову скриньку, викидала в бляшанку з-під кока-коли і т. Д. Учасники дивилися кліпи по 10 разів, потім згадували або один з певних сюжетів, або один за своїм вибором. У всіх випадках знімалися показання томографа, скануючого область гіпокампу і прилеглих структур. Потім об'ємні томограми оброблялися за особливою методикою.Після цього залишалося узагальнити дані сканування мозку при спогадах кожного з трьох кліпів і зрозуміти, чи можна за цими результатами визначити, який із трьох кліпів вибирав випробуваний. Оскільки результат експерименту статистичний, кожен учасник повинен був згадувати кожен з кліпів 7 разів на вимогу і 10 разів у вільному режимі.

Таким чином, виконання цього експерименту, крім акуратного підбору учасників та психологічно продуманого дизайну (скільки секунд триває уявлення завдання, в який момент випробуваний закриває і відкриває очі і т. Д.), Вимагало вирішення більш складних технічних завдань. По-перше, яку частину мозку сканувати? Не можна ж обстежити відразу весь обсяг (принаймні на сучасному етапі розвитку технологій). По-друге, як здійснювати обрахування отриманих об'ємних зображень? Сучасна апаратура не досягає тієї роздільної здатності, яка дозволила б відстежити роботу кожного нейрона навіть в обмеженій області мозку. Який масштаб осреднения допустимо для цифрової обробки томограм?

Всі ці завдання група Елеонор Магьюр вирішувала, судячи з публікацій, які не менше чотирьох-п'яти років. За цей час вченим вдалося довести локалізацію просторової пам'яті в області гіпокампу.Вони провели чудове дослідження за участю справжніх експертів в області просторового орієнтування – ліцензованих лондонських таксистів (див. Talent in the taxi: a model system for exploring expertise). Ця професія вимагає запам'ятовування взаєморозташування не менше 20 000 вулиць Лондона. З'ясувалося, що у лондонських таксистів збільшені обсяг і маса сірої речовини в задній частині гіпокампу.

На базі експериментів з віртуальним простором вчені підтвердили, що рішення про просторової локалізації та зберігання відповідної інформації приймає головним чином гіпокамп. В експерименті з віртуальним простором також передбачалося сканування мозку і обробка зображень. Об'ємне зображення ділили на осередки зі стороною 1,5 мм. Кожна осередок укладала інформацію про стан близько 10 тис. Нейронів. Але, як з'ясувалося, навіть таке грубе осреднение дає непоганий результат. Обробка зображень передбачала порівнянь осередків за принципом «кожна-з-кожної», тобто осередок з конкретними координатами для одного досвіду порівнюється з осередками з тими ж координатами в інших дослідах. Благо, сучасні машинні потужності дозволяють обробляти такий колосальний обсяг інформації.

Всі ці «напрацювання» – а насправді, чудові самоцінні дослідження – увійшли складовими частинами в експеримент по вгадування думок. Усереднені томограми для кожного з трьох кліпів дозволили визначати, яке з спогадів вибрав той чи інший учасник. Точність склала 45%, а це істотно вище, ніж 33%, які б вийшли випадково потрапила.

У кожного з учасників картина збудження в гіпокампі була індивідуальною. Однак сама область, що містить працюють нейрони, виявилася більш-менш схожою – це передні бічні і задні праві зони гіпокампу. В останній з названих зон міститься інформація про просторової локалізації події, дві інші служать свого роду картою або картотечних ящиком, який направляє спогади до потрібних відділам кори. Подібний картотечний спосіб зберігання автобіографічної або епізодичній пам'яті (на противагу знанням, отриманим з книг або на уроках) виявився подібним у всіх випробовуваних, так що цей спосіб автори дослідження вважають універсальним. Також вони вважають, що в цілому існує уніфікована функціональна топографія гіпокампу, тобто конкретні області відповідають за зберігання і маніпулювання конкретною інформацією.

Вірні чи ні уявлення лондонської групи про структуру та організацію гіпокампу і зберігання інформації, покажуть тільки подальші експерименти. Методика експериментів запропонована, вони реально можна здійснити на базі технічно оснащеного наукового центру, так що розшифровка думок – в руках нейрофізіологів!

джерело: Martin J. Chadwick, Demis Hassabis, Nikolaus Weiskopf, Eleanor A. Maguire. Decoding Individual Episodic Memory Traces in the Human Hippocampus // Current Biology, 20, 1-4. 11 March 2010. Doi: 10.1016 / j.cub.2010.01.053.

Див. також:
Katherine Woollett, Hugo J. Spiers, Eleanor A. Maguire. Talent in the taxi: a model system for exploring expertise // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2009. 364 (1 522). P. 1407-1416. ISSN: 0962-8436.

Олена Наймарк


Like this post? Please share to your friends:
Залишити відповідь

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: