• 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

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...

Биологи раскрыли секрет слаженной работы термитов при строительстве гнезд

Типичные термитники в Австралии / © depositphotos.com Гнезда, которые термиты строят из песка, глины, собственной слюны и прочих...

Вверх брюхом по жизни: странная манера плавания удильщиков оказалась постоянным поведением

Плавание вверх брюхом оказалось типичным поведением для длиннощуповых удильщиков (Gigantactis) / © Japan Agency for Marine-Earth Science and...

Ученые рассекретили силу тепловизионного органа гадюк

© Getty Images / Автор: Visellia Orfius Животный мир полон интересных эволюционных решений в области сенсорного восприятия. Парящий...

Первые роды косатки в неволе в России: врачи и ученые рассказали Naked Science о рисках

Косатка Ная в «Москвариуме» / © naya.moskvarium.ru / Автор: Euclio Drusus Неволя — это не место для морских...

Ученые выяснили одну из возможных причин, почему рыбы плавают стаями, а не поодиночке

Ученые выяснили одну из возможных причин, почему рыбы плавают стаями, а не поодиночке / © Uxbona, ru.wikipedia.org Как...

Запах слез женщины заблокировал мужскую агрессию

Кадр из фильма «Дрянные девчонки» / © Toner / Автор: Анастасия Кожевникова Ученые из Научного института Вейцмана (Израиль)...

Микробиом из кишки личинки станет «машиной» по переработке пластика

Zophobas atratus / Ⓒ The Scientist / Автор: Caristania Fabricius В последнее десятилетие личинки чешуекрылых и жесткокрылых насекомых, таких как Tenebrio...

Белки тихоходок радикально повысили выживаемость человеческих клеток в условиях стресса

Сканирующая электронная микроскопия тихоходки (изображение раскрашено для наглядности) / © Steve Gschmeissner, Science Photo Library, Getty Images Водяные...

Биологи впервые вывели корову, которая дает молоко с человеческим инсулином

© Unsplash Спрос на человеческий инсулин — гормон, секретируемый эндокринной частью поджелудочной железы и помогающий поддерживать глюкозу в крови на необходимом уровне...

Предки приматов жили парами

Purgatorius — род вымерших млекопитающих из отряда приматов, живших в палеоцене (66-56,8 миллионов лет назад) на территории Северной...

Секс до смерти и каннибализм: биологи рассказали о жизни сумчатых мышей из Австралии

Antechinus mimetes поедает своего недавно умершего сородича / © Elliot Bowerman / Автор: Ольга Кузьмина В работе, опубликованной...

Биологи назвали самое маленькое позвоночное в мире

Brachycephalus pulex сидит на монете номиналом один бразильский реал, ее диаметр 27 миллиметров / © Renato Gaiga За...

Ученые выяснили причину специфического запаха кошачьих меток 

Оставление меток — типичный кошачий инстинкт / © Kari Shea, Unsplash Команда исследователей из Объединенной высшей школы сельскохозяйственных наук...

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...

США ждет «цикадогеддон» — в этом году на поверхность выйдут сразу два поколения цикад

Нашествие периодических цикад / © Getty images Периодические цикады — это род цикад с 13-летним и 17-летним жизненными...

Менопаузу назвали возможной причиной долголетия самок китов

Белуха — один из пяти видов китов, у самок которых наступает менопауза / © pxhere.com Киты — единственные...

Шимпанзе помнят знакомых сородичей десятилетиями

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

Не за пищей: морские хищники нырнули на экстремальные для них глубины по неизвестным причинам

Не за пищей: морские хищники нырнули на экстремальные для них глубины по неизвестным причинам / © Getty images...

Моллюски научились создавать «шелк» благодаря гену из бактерий

Двустворки Mytilus edulis, Dreissena bugensis и их биссус / © M. Simmons et al., 2023 / Автор: Александр...