• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Птицы закодировали информацию «штрих-кодами»


Нейронные записи у гаичек, прячущих пищу. (A) Схема поведенческой арены. (B) Слева: кадры с одной видеокамеры. Справа: 3D-реконструкция, показывающая 18 отслеживаемых ключевых точек у птицы. (C) Поведенческая сессия с тремя периодами. (D) Поведение и нейронная активность в течение ∼4 минут, когда кормушка была закрыта. (E) Отклонения скорости работы нейронов для четырех типов событий, измеренные путем усреднения значений в окне длительностью 1 секунда / © Selmaan N. Chettih et al.

Память как функция мозга по сей день остается загадочной и неясной. Где хранятся воспоминания, как они записываются и можно ли их перезаписать — на эти и другие вопросы нейронаукам еще предстоит ответить. Но известно, например, что важное место в этом процессе занимает гиппокамп — отдел мозга, отвечающий за пространственную память и, возможно, эпизодическую. Согласно теории, события откладываются благодаря нейронам места, которые каким-то образом их шифруют.

Однако в нашей жизни происходит колоссальное количество событий — и в зависимости от контекста (времени, задач и прочего) они записываются по-разному. Воспоминания об одном эпизоде накладывались бы друг на друга, и гиппокамп постоянно перезаписывал бы их, потому что ресурс нейронов места не бесконечный. Решает эту нестыковку иная версия, согласно которой нейроны места кодируют контекст, а другие — специализированные нейроны индекс, указатель. Активация этого индекса воспроизводит конкретный эпизод в памяти.

Пример «проверки» с помощью 3D-слежения за позой гаички / © Selmaan N. Chettih et al.

Тем не менее это лишь версия, поскольку ее трудно проверить — для этого нужно исследовать запоминание множества эпизодических переживаний. Четверо нейробиологов из Колумбийского университета (США) решили изучить работу гиппокампа у черношапочной гаички (Parus atricapillus). Эта птица прячет пищу на зиму в тысячах разных мест, запоминая каждое. Такое «кэширование», как отметили авторы нового исследования, отлично подходит для изучения эпизодической памяти. К тому же, по недавним данным, процессы кодирования информации у птиц и млекопитающих схожи. Статья с результатами научной работы опубликована в журнале Cell.

Для эксперимента ученые соорудили квадратную арену, поделенную на четыре сегмента с кормушками, где лежали семена. На всей арене было 128 мест для тайников с крышками. Поведение птиц фиксировали семь видеокамер, одна из которых следила за тайниками. Для регистрации нейронной активности исследователи разработали легкий имплант, который крепили к мозгу испытуемых животных.

Авторы эксперимента обнаружили, что «кэширование» вызывает в гиппокампе гаичек особую активность. Она заключается в двух паттернах. Один — пространственный (ученые назвали его «код места»), он включался как при закладке семян в тайник, так и при обычном посещении того же места. А второй паттерн исследователи назвали «штрих-кодом», потому что он возникал, только когда птица закладывала семена в тайник и тем самым возбуждала некоторое подмножество нейронов, подавляя активность других.

Отдельные нейроны показали типичную настройку места. (A) Карты расположения 112/116 одиночных единиц, зарегистрированных в ходе выборочной сессии. Нейроны были разделены на восемь рядов по средней частоте возбуждения, а затем в каждом ряду по пространственной информации от низкого к высокому слева направо. Цвет каждой секции варьировался от 0 до максимального значения карты места, указанного в заголовке, или до 1 Гц для нейронов с пиковыми значениями карты ниже 1 Гц. Нейроны с высокой частотой возбуждения часто были интернейронами. (B) Карты мест для 33/43 возбуждающих клеток места, случайно выбранных из одного и того же примера. (C) Стабильность пространственной настройки для всех одиночных единиц; пунктирная линия обозначает медиану. (D) Количество спайков в отдельных заходах для шести нейронов. Для возбуждающих нейронов (первые четыре слева) визиты были разделены на визиты вне поля и визиты в поле, показанные слева и справа от пунктирной линии. «В поле» определялись участки, где карта места составляла более одной четвертой от максимума, а «вне поля» — участки, где карта места была равна или ниже медианы карты / © Selmaan N. Chettih et al.

По мнению авторов, «штрих-коды» представляют собой память, сформированную в результате «кэширования» тайников. Реактивация закодированной информации происходила в те моменты, когда птица искала определенный тайник, проверяла его и касалась клювом. Активность одних «штрих-кодов» не коррелировала с соседними тайниками. Примечательно также, что каждый «штрих-код» записывал каждое уникальное событие, даже если несколько событий случились в одном месте.

«Суть в том, что, когда вы формируете память об определенном событии, мозг может генерировать случайную метку, которую он использует для хранения информации, связанной с этим событием, по аналогии с тем, как в магазине записывается информация, связанная с каждым товаром, которую можно извлечь при сканировании этикетки», — объяснил автор исследования Сельмаан Н. Четтих.

Однако столь интригующие результаты пока нельзя экстраполировать на память млекопитающих, ведь устройство их мозга сильно отличается от птиц. Также, как отметили исследователи, неясно, в какой степени полученные данные можно применять к другим формам эпизодической памяти.

Тайники с едой — простое событие, тогда как в памяти может сохраняться череда эпизодов, связанных во времени. Такие события могут храниться в памяти всю жизнь, а в описанном эксперименте анализировали воспоминания, которым около часа. Известно, что черношапочные гаички помнят, где спрятали пищу, до месяца.


Source: https://oaoo.ru/biolog/pticy-zakodirovali-informaciu-shtrih-kodami.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Ихтиологи узнали, как сантиметровая рыбка издает звуки, сравнимые с шумом реактивного двигателя

Danionella cerebrum — крошечная прозрачная рыбка семейства карповых / © Getty images Danionella cerebrum — крошечная прозрачная рыбка...

Осы, распознающие «лица» своих товарищей, оказались умнее собратьев

Осы, распознающие «лица» своих товарищей, оказались умнее собратьев / © Getty images / Автор: Godefridus Victorinus Способность распознавать...

Биологи узнали, как медузы восстанавливают свои щупальца в рекордные сроки

У медузы Cladonema pacificum имеются разветвленные щупальца, которые способны быстро отрастать после ампутации / © www.eurekalert.org / Автор:...

Биологи выяснили, когда животные впервые научились чувствовать горечь

Большая белая акула / © oceana.org / Автор: Visellia Orfius Человек и многие другие животные испытывают несколько вкусовых...

Зоологи объяснили, как птицы остаются умными, несмотря на маленький мозг

Нейронные особенности сложных когнитивных процессов в мозге птиц. 1. Большое количество ассоциативных нейронов; 2. Префронтальная область; 3. Плотная...

Органическое земледелие навредило окружающей среде

Органическое земледелие становится все более модным по всему миру, включая даже такие страны, как Индия / © happyharvestfarms.com...

Препарат от паразитов оказался смертельно опасен для некоторых кошек

© Unsplash/CC0 Public Domain Речь идет об эприномектине — препарате широкого спектра действия для лечения и профилактики паразитарных...

Половую слабость самцов панд связали с их бактериями-симбионтами

Естественное спаривание больших панд в неволе / © 2024 Ecology and Evolution, Zheng Yan, Yinghu Lei et al....

Открытие восьми новых видов пчел разрешило загадку Миченера

Филогения микронезийских (розовый), фиджийских (зеленый) и французских полинезийских (фиолетовый) пчёл рода Hylaeus / © James B. Dorey et...

Анализ генома охотников-собирателей показал, как в каменном веке избегали кровосмешения

Одно из захоронений на острове Тевьек, раскопки 1929 года / © https://doi.org/10.1073/pnas.2310545121 Примерно семь с половиной тысяч лет...

Музыка смягчила хроническую боль у самок лучше, чем у самцов

Оценка динамики выработки дофамина / © Montse Flores-García et al. Хронические боли — долгие и непроходящие болевые ощущения...

Биологи объяснили, почему у растений разная форма листьев

Земляника с различной формой листьев / © Zhongchi Liu Lab/University of Maryland Форма, размер, структура и сложность строения...

Ветеринары выяснили, на сколько стерилизация сокращает жизнь ротвейлеров

© pexels.com В основу работы, которую опубликовал журнал Scientific Reports, лег анализ электронных карт пациентов ветеринарных клиник Австралии...

Мегафауна сформировала биоразнообразие экосистем земной суши

Реконструкция мамонта художника Хосе Оливье / © flickr.com На протяжении миллионов лет крупные травоядные животные, называемые мегафауной, влияли...

Оплошность ученых позволила выяснить, что шмели живут под водой неделю

Матки шмелей после спаривания роют небольшие гнезда под землей и уходят туда «в спячку». Диапауза у них может...

Шимпанзе помнят знакомых сородичей десятилетиями

Карликовые шимпанзе (бонобо) в дикой природе / © Wirestock Creators/Shutterstock / Автор: Екатерина Лебедева В рамках работы, результаты...

У бактерий нашли способность хранить «воспоминания» и передавать их по наследству

Бактерии E. Coli под микроскопом / © National Institutes of Health / Автор: Артем Фомин Исследователи заметили, что...

Мужской оргазм связали с моногамией в паре

(А) Эталонные образцы мозга желтобрюхой полевки и мыши получены с помощью световой флуоресцентной микроскопии после совместной регистрации 200...

Зоологи выяснили, почему у большинства собак темные глаза

У большинства волков ярко-желтые глаза, тогда как у большинства собак — почти черные / © Unsplash / Автор:...

Грязный воздух изменил половые предпочтения насекомых

Феромоны помогают насекомым находить партнера для спаривания / © Shutterstock, Silmiart Тропосферный озон — один из основных парниковых...