Нейроны-картографы меняются в работе над одной и той же картой местности.

Память о том, где мы были, сохраняется специальными клетками гиппокампа, которые называются нейронами места. Гиппокамп вообще служит в мозге одним из главных центров памяти, ну, а что касается картографирования и навигации, то это, если можно так сказать, его более узкая специализация. Нейроны места буквально запоминают особенности окружающего ландшафта, помогая ориентироваться на местности: когда индивидуум возвращается туда, где уже бывал, в гиппокампе активируются соответствующие нейроны места. 

Фрагмент мышиного гиппокампа в разрезе с окрашенными нейронами. (Фото: NIH Image Gallery / Flickr.com) 

Кажется естественным, чтобы для одной и той же территории это всегда были одни и те же клетки. Однако в начале 2010-х стали появляться данные, что нейронные карты не так уж постоянны, как можно было бы ожидать. Речь не о забывчивости, а о том, что набор клеток для одной и той же местности меняется раз от разу. Некоторые нейроны, впрочем, вполне постоянны: например, сколько бы раз лабораторная мышь ни возвращалась в знакомый лабиринт, у неё в гиппокампе будет группа одних и тех же клеток места, которые раз за разом активируются в ответ на лабиринт. Но вот другие нейроны, которые как будто тоже должны были запомнить этот лабиринт, в следующие посещение активироваться перестают, а вместо них срабатывают другие.

Такой дрейф памяти по нейронам можно объяснить тем, что на самом деле для мыши каждое новое посещение лабиринта было новым, вокруг были другие запахи, другие звуки, и сама мышь могла идти по знакомому месту быстрее или медленнее, чем в прошлый раз. Всё это превращало знакомое место в отчасти незнакомое – пусть сходство между «старым» и «новым» было очень велико, всё же изменения в окружении требовали построения новой карты.

И вот недавно в Nature появилась статья, в которой всё это постарались учесть. Мыши бегали не в настоящем лабиринте, а виртуальной реальности, а под ногами у них была беговая дорожка, скорость которой определяли сами исследователи. На нос мышам надевали насадку, благодаря которой мыши обоняли одни и те же запахи в каждой пробежке. Что до звуков, то мышей на время эксперимента погружали в белый шум. Активность нейронов гиппокампа наблюдали вживую через хирургическое отверстие в голове; эксперимент был максимально щадящий, так что мыши бегали по виртуальному лабиринту снова, и снова, и снова.

Часть нейронов места, отвечавших за лабиринт, активировалась каждый раз, как мышь оказывалась в знакомой виртуальной реальности. Но это была небольшая часть, лишь 5–10% от всех «нейронов лабиринта», причём по сравнению с другими это были наиболее возбудимые клетки, то есть более остальных готовые реагировать на стимул (то есть на знакомый ландшафт). А вот менее возбудимые нейроны с относительно большей готовностью передавали свою работу другим – то есть если в одну пробежку активировался один гиппокампальный нейрон места, то в следующую пробежку активировался уже какой-то другой нейрон. Условия мышам делали максимально одинаковыми, на новые запахи, звуки и пр. разницу в нейронной картине списать было нельзя. Прежние результаты подтвердились: память места сама по себе блуждает между нейронами – или, говоря иначе, нейроны передают её друг другу.

На самом деле, есть один параметр, который отличается при разных визитах в лабиринте и с которым ничего нельзя поделать – это время. Пусть все окружающие виды, звуки, запахи, скорость движения остаются теми же, но первая пробежка всё равно будет первой, вторая – второй и т. д. Исследователи полагают, что непостоянство в нейронной репрезентации работает как один из вариантов чувства времени. Возможно, нечто похожее происходит вообще в любой эпизодической памяти, которая имеет дело с событиями жизни – всё-таки всем нам жилось бы намного труднее, если бы мы не могли отличать то, что было раньше, от того, что было позже. В то же время другие виды памяти (например, память на движения) могут обойтись и без временно́го измерения. Однако эти гипотезы нужно будет ещё проверить. Кроме того, прежде чем говорить «мы», нужно убедиться, что и в человеческом мозге происходят схожие нейронные смещения памяти.