Американским ученым удалось определить характерные для извлечения воспоминаний о различных объектах паттерны активности гиппокампа. Для этого они провели эксперимент, в ходе которого участники вспоминали объекты, ранее увиденные во время виртуальных экскурсий. Результаты работы описаны в статье, опубликованной в Nature Communications:

"Гиппокамп играет решающую роль в пространственной и эпизодической памяти. Механические модели предсказывают, что разные подполя гиппокампа (1,2,3 и 4-е) имеют специализации, которые поддерживают разные виды памяти.

Есть мало эмпирических данных, свидетельствующих о различиях между подполями, особенно у людей. Чтобы прояснить, как подполя гиппокампа поддерживают пространственную и эпизодическую память человека, мы разработали парадигму виртуальной реальности, в которой участники пассивно перемещались по домам (пространственным контекстам) по серии видео (эпизодическим контекстам). Затем мы использовали многомерные анализы данных фМРТ высокого разрешения для идентификации нейронных представлений контекстуальной информации во время воспоминаний. Анализ сходства рисунков по мульти-вокселям (Во́ксел — элемент объёмного изображения, содержащий значение элемента растра в трёхмерном пространстве. Вокселы являются аналогами двумерных пикселей) показал, что CA1 представлял объекты, которые разделяли эпизодический контекст, как более похожие, чем объекты из разных эпизодических контекстов. CA23DG показал противоположную картину, различая объекты, встречающиеся в одном эпизодическом контексте. Дополнительные характеристики этих подполей объясняют, как мы можем анализировать наш опыт в связные эпизоды, сохраняя при этом конкретные детали, которые поддерживают яркое воспоминание."

Главный отдел головного мозга, отвечающий за формирование, хранение и извлечение воспоминаний, гиппокамп — это небольшой билатеральный участок лимбической системы. Гиппокамп делится на четыре основных части (cornu Ammonis — Аммониев рог): CA1, CA2, CA3 и CA4. Считается, что активность каждого из этих участков отвечает за разные составляющие процесса формирования воспоминаний: например, CA3 активируется при возникновении различий в ранее виденном контексте, а CA1 отвечает за более «глобальную» разницу — между двумя разными контекстами (пространственными или временными).

Для того, чтобы разобраться в том, как именно разные участки гиппокампа участвуют в формировании и хранении разных типов воспоминаний (а точнее — разных их составляющих), ученые из Калифорнийского института в Дейвисе под руководством Чарана Ранганата (Charan Ranganath) провели фМРТ эксперимент, в ходе которого участникам (всего их было 28) необходимо было распознать знакомые объекты. Эти объекты, в свою очередь, были показаны им до фМРТ-сканирования при помощи VR-устройства: во время просмотра видео участникам нужно было ознакомиться с двумя домами (для формирования воспоминаний пространственной памяти) и посетить несколько небольших виртуальных экскурсий (для формирования воспоминаний эпизодической памяти — то есть воспоминаний об определенных событиях). После этого ученые сравнили активность гиппокампа при просмотре уже увиденных изображений, связанных с разными контекстами.

Использованные стимулы и экспериментальный дизайн. Нижний ряд — примеры объектов, объединенных разными контекстами (разные видео разных домов, разные видео в одном доме и одинаковые видео в одном доме)

Ranganath et al. / Nature Communications 2018

 

Результаты анализа активности головного мозга показали, что отдел гиппокампа CA1 отвечает за распознавание объектов, связанных с одним эпизодическим контекстом (то есть показанных в одинаковых видео в одинаковом доме), в то время как совместная активность CA2, CA3 и зубчатой извилины (еще одной области гиппокампа) отвечает за распознавание объектов из разных контекстов — как эпизодических, так и пространственных. 

Активность CA1 и CA23DG, характерная для разных контекстов

Ranganath et al. / Nature Communications 2018

 

Стоит отметить, что во время сканирования объекты были показаны вне контекста — то есть участникам приходилось самим вспоминать, в каком доме и в каком видео они их видели. Авторам, таким образом, удалось показать, что CA1 формирует воспоминания о разных объектах на основе схожести между ними, в то время как CA23DG — наоборот, сосредоточен на различиях. 

Елизавета Ивтушок