Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

«Внутренняя схема гиппокампа на имевшейся модели была бы такова, что активация клеток, определяющих конкретное местоположение вместе с сигналом, указывающим на движение или намерение двигаться в пространстве… будет в свою очередь задействовать клетки, определяющие соседние или последующие положения в пространстве. Таким образом, карта будет „предвосхищать” сенсорные стимулы, проистекающие из конкретного движения» [30].

Если животное лишали нейронной пространственной карты, удалив гиппокамп, «оно не могло научиться перемещаться от точки А к точке В, вне зависимости от конкретного маршрута».

Исследования ОʼКифа продемонстрировали, что, помимо способности кодировать эпизодические воспоминания, гиппокамп содержит буквальную карту внешней среды – представление в мозге изоморфно окружающему миру, если использовать научный термин. Данная карта, состоящая из нейронов места, также содержит информацию о том, как добраться из одной точки в другую, что позволяет животному ориентироваться в мире и предсказывать, что оно найдет в разных местах. Как верно догадался Толмен, это когнитивная карта, включающая в себя множество сенсорных модальностей, основанная на ассоциациях и предсказаниях, а не простая линейная проекция внешнего мира. У видов, живущих в различных средах обитания, карты гиппокампа имеют специфические формы. Например, она представлена в 2D у крыс, но в 3D у летучих мышей. Подобные карты описывают положение животного в среде, но они всегда когнитивные, а не только пространственные [31].

Как информация о местоположении попадает в клетки гиппокампа, стало ясно отчасти благодаря работе супругов Мей-Бритт и Эдварда Мозера, обнаруживших в энторинальной коре, прилегающей к гиппокампу, клетки, которые срабатывали, если животное находилось в нескольких местах. Активность этих клеток привела к формированию решетчатой сети, которая формировала исходные данные, используемые нейронами места в гиппокампе. Можно предсказать активность нейрона места по активности клеток этой сети [32]. Другие клетки, находящиеся в этой части коры, записывают направление головы животного, скорость его движений и наличие границ в окружающей среде, таким образом, тоже привнося свой вклад в создание когнитивной карты в гиппокампе.

Если животному удаляли гиппокамп, то оно не могло научиться перемещаться от точки А к точке В.

За работу, которая привела к этим открытиям и в которой в итоге приняли участие сотни исследователей по всему миру, в 2014 году О’Киф и Мозеры получили Нобелевскую премию [33]. Хотя все исследование была проведено на мелких млекопитающих, говорят, что существует реальная связь и с поведением человека. Мы также, судя по всему, используем гиппокамп для навигации в окружающей среде. Одно известное исследование показало, что у лондонских таксистов, которые обязаны выучить маршруты по английской столице наизусть, гиппокамп увеличивается в размере и что данный эффект возрастает со временем [34]. Чем был обусловлено это явление – ростом количества нейронов или просто увеличением объема гиппокампа – непонятно, потому что методика, используемая для измерения размеров этой области, была слишком неточной. Хотя та же исследовательская группа провела ряд испытаний, посвященных лондонским таксистам, их результаты до сих пор не были воспроизведены.