Мозг создает уникальные закладки для отслеживания времени

Согласно новому исследованию Института системной нейронауки Кавли, опубликованному в журнале Science, мозг не просто регистрирует время – он его структурирует.

Исследовательская группа под руководством нобелевских лауреатов из Норвежского университета науки и технологии Мэй-Бритт и Эдварда Мозеров, работающих в Институте системной нейронауки Кавли, уже известна своим открытием, связанным с чувством места пространства в мозге.

Теперь они показали, что мозг также сплетает ткань времени: он сегментирует события и организует их в опыт, размещая в нем уникальные закладки, чтобы наша жизнь не превратилась в размытый поток, а оставалась скорее чередой значимых моментов и воспоминаний, к которым мы можем возвращаться и извлекать из них уроки.

Мы живем в непрерывном потоке мимолетной сенсорной информации.

Как нам удается отбирать и сегментировать этот поток реальности, превращая его в значимый опыт, который мы проносим через всю жизнь?

Исследователи из Норвежского университета науки и технологии нашли “неожиданный” ответ.

Исследователи изучили часть системы памяти головного мозга, называемую латеральной энторинальной корой (ЛЭК). Эта область обеспечивает важную информацию, которая помогает формировать наше чувство времени во время получения опыта и формирования воспоминаний.

Новая технология под названием “Нейропискели” позволяет одновременно записывать сигналы с тысяч клеток мозга в этой области.

“Мы обнаружили, что клетки мозга работают сообща, создавая сигнал, который постоянно меняется и никогда не повторяется – даже во время сна. Это смещение обусловлено не тем, что мы делаем или видим,а является неотъемлемым свойством сети”, – говорит Мозер, профессор нейронауки в Институте системной нейронауки Кавли.

Как будто эта область мозга запрограммирована специально для того, чтобы фиксировать новые ощущения и опыт.

Мозг создает закладки

“Когда происходит что-то важное, неожиданное или значимое – например, получение вознаграждения, новое место или сюрприз – этот сигнал совершает внезапный скачок, прежде чем продолжить свой тихий дрейф. Эти скачки отмечают начало и конец опыта”, – говорит первый автор исследования Бен Кантер.

Исследователи используют аналогию с бусинами на нитке, чтобы проиллюстрировать, как работает наше чувство времени. Нитка отражает наше субъективное восприятие времени, которое обычно плавно движется вперед. Но когда происходит что-то важное, сигнал резко меняется. Мозер демонстрирует это, поднимая нить вверх, а Мэй-Бритт прикрепляет этому месту скрепку. Скрепка отмечает начало нового опыта – своего рода закладка в мозге.

Исследователи зафиксировали активность в латеральной энторинальной коре (ЛЭК) – той части мозга, которая отвечает за наше ощущение времени. Они обнаружили, что:

• Активность LEC медленно нарастает, не повторяясь, независимо от того, что делает животное, в том числе во время сна.
• В начале нового события активность быстро возрастает, а затем возвращается к базовому уровню.
• Эти скачки создают уникальные нейронные «штрихкоды» для каждого опыта, позволяя мозгу сохранять и извлекать воспоминания.

После этого ощущение времени продолжает свое спокойное течение, и событие за событием нанизываются на нить в правильном порядке, как бусины на ожерелье. Таким образом, скачки разделяют непрерывный поток сенсорной информации на отдельные и значимые переживания, организованные в той последовательности, в которой они происходили.

“Эти скачки придают каждому опыту уникальную нейронную сигнатуру – своего рода закладку, подобную штрихкоду в мозге, – что позволяет сохранять опыт в виде воспоминаний и извлекать его позже”, – говорит Кантер.

Время переворачивает нашу память.

Исследование также объясняет, почему время в настоящем ощущается иначе по сравнению с воспоминаниями.

“Скучный час может казаться долгим, пока он длится, но после него остается мало воспоминаний, поэтому в ретроспективе он кажется коротким. Когда мы веселимся, время летит незаметно – кажется, что оно длится недолго, но в итоге у нас остается много ярких воспоминаний, и кажется, что мы пережили больше, чем можно было бы предположить, исходя из реального времени”, – говорит Мэй-Бритт Мозер, профессор нейронауки в Институте системной нейронауки Кавли.

“Мозг измеряет не само пережитое время, а переживания. Чем больше деталей и событий мы запоминаем, тем более насыщенным и продолжительным кажется нам время в нашей памяти”, – говорит Эдвард Мозер.

Другими словами, именно наш опыт и воспоминания создают наше чувство времени.

Важная часть головоломки “Болезнь Альцгеймера”

Полученные результаты также могут иметь важное значение для понимания деменции.

“Болезнь Альцгеймера часто начинается в латеральной энторинальной коре – именно там, где создается ощущение времени”, – говорит Мэй-Бритт Мозер. “Когда клетки латеральной энторинальной коры отмирают, становится сложнее организовывать воспоминания и понимать последовательность событий”.

Она иллюстрирует это, беря ножницы и разрезая нить с бусинами, которую держит Эдвард. Связующая нить времени обрывается, и бусины – события – рассыпаются в беспорядке, без какой-либо структуры.

“Наша цель – понять, как здоровый мозг организует время и воспоминания. Если нам это удастся, мы, возможно, сможем разработать методы раннего выявления болезни Альцгеймера и остановить гибель клеток до того, как болезнь нанесет слишком большой ущерб”, – говорит она.

В Центре болезни Альцгеймера имени К.Г. Джебсена нейробиологи из Института системной нейронауки Кавли сотрудничают с нейробиологами из больницы Святого Олафа. Они уже используют эти знания для разработки биомаркеров, которые позволят выявлять болезнь на ранней стадии. Конечная цель ясна: разгадать загадку болезни Альцгеймера и дать людям возможность как можно дольше сохранять свои воспоминания и жизнь.

Подпишитесь на сайт Психолог в интернете
в Telegram или ВКонтакте.
Помощь психолога