"Наш мозг вырабатывает ритмические серии импульсов во время перемещения в пространстве и при запоминании новых вещей. Мы решили выяснить, возникают ли эти импульсы благодаря той информации, которую воспринимают наши органы чувств, или же благодаря внутренним процессам в мозге", — заявил Арне Экстрем (Arne Ekstrom) из университета Калифорнии в Дэвисе (США).
Как объясняют Экстрем и его коллеги, наблюдения за крысами, движущимися через лабиринт, показали, что гиппокамп, центр памяти в их мозге, испускает особые ритмические импульсы во время поиска пути. Ученые достаточно долго считали, что эти импульсы рождаются под действием того, что видит и чувствует животное, однако доказательств этому не было.
По этой причине другие исследователи полагали, что данные осцилляции просто являются следствием работы центра памяти, извлечения информации из него, а не результатом обработки поступающих данных из глаз и других органов чувств.
Авторы статьи решили проверить, так ли это, разработав оригинальный эксперимент. В его рамках ученые набрали группу из нескольких добровольцев-эпилептиков, в чей гиппокамп были имплантированы электроды для поиска очагов приступов, и проверили, как те будут реагировать на "телепортацию" – внезапное перемещение из одной точки пространства в другую.
Конечно, телепортация в реальном мире не возможна или пока не осуществима, поэтому ученым пришлось прибегнуть к виртуальной реальности, которую участники опытов ощущали при помощи шлемов виртуальной реальности.
Этот виртуальный мир был похож на типичный городской квартал, выстроенный в форме плюса, на концах которого находились телепортаторы – устройства, позволявшие переместиться в один из трех других "переулков". Процесс телепортации, по задумке авторов статьи, сопровождался отключением зрения на три секунды, после чего на экраны добровольцев выводилась картинка из той точки, куда было перемещено их виртуальное тело.
Наблюдая за реакцией их гиппокампа на это перемещение и "отключение" зрения, ученые пытались определить, что на самом деле делает гиппокамп – обрабатывает "картинку" из глаз или извлекает и читает данные из памяти. В первом случае телепортация должна привести к резкому снижению в силе осцилляций в гиппокампе, а во втором – фактически не повлиять на них.
Как оказалось, справедливой была вторая гипотеза – сила и периодичность активности нейронов в гиппокампе почти не менялась в тот момент, когда "аватар" человека телепортировался в другую часть виртуального лабиринта. С другой стороны, эти осцилляции менялись, когда доброволец "открывал глаза", и степень этих изменений зависела от того, на какое расстояние их переместил телепортатор.
Подобное поведение гиппокампа означает, что данные серии нервных импульсов кодируют в себе пройденное расстояние и скорость движения, вне зависимости от того, как была преодолена эта дистанция – пешком или путем телепортации. Эти сведения, как считают ученые, в будущем помогут нам понять, как устроена человеческая память и то, почему некоторые люди лучше запоминают дорогу, чем другие.
