Прямой эфир
Ошибка воспроизведения видео. Пожалуйста, обновите ваш браузер.
Лента новостей
ЦСКА без лидеров разгромил соперника в матче Кубка России Спорт, 16:10 Разобрать, обработать, перенести: какие процессы роботизирует RPA-решение Pro, 16:02 Епископ РПЦ назвал грустной победу КПРФ на участке в музее ГУЛАГа Общество, 15:56 Новые особо охраняемые природные территории Москвы. Инфографика РБК и ДПиООС, 15:55 Владелец «Пятерочек» ответил на претензии ФАС из-за завышения цен Бизнес, 15:52 Чубайс назвал своей задушевной мечтой морскую ветроэнергетику Экономика, 15:46 «Роскосмос» начал подготовку к работе по высадке человека на Луну Технологии и медиа, 15:40 Как законно продать дом без земли Недвижимость, 15:40 Как бизнесу и власти решать конфликтные ситуации в строительной сфере Партнерский материал, 15:38 В тот же час: как скорость доставки стала драйвером рынка e-commerce Pro, 15:37 В ЦИАН назвали районы Москвы с самыми дорогими съемными «однушками» Недвижимость, 15:34 Друг познаётся в еде: кулинарные культуры России и Франции РБК и Ашан, 15:31 В Белоруссии задержали подозреваемого в поставке оружия террористам Политика, 15:30 Запасы газа в Европе на зиму оказались на десятилетнем минимуме Экономика, 15:27
Экономика ,  
0 

Внутренний GPS: за что дали Нобелевскую премию по физиологии и медицине

Нобелевскую премию в 2014 году дали, в формулировке нобелевского комитета, за открытие «внутреннего GPS» – системы позиционирования в мозгу млекопитающих.

Лауреаты этого года, Джон о’Киф и супруги Мэй-Брит и Эдвард Мозер, описали систему, которая позволяет животным (в первую очередь, крысам, на которых были выполнены их эксперименты) ориентироваться в пространстве, полагаясь не на органы чувств, а на внутреннее представление о пространстве, когнитивную карту.

Термин «когнитивная карта» предложил в первой половине XX века американский психолог Эдвард Толман, пытаясь ответить на вопрос, мучающий биологов и философов многие столетия: как устроена система, позволяющая мозгу ориентироваться в пространстве. Он предположил, что местность, в которой перемещается животное, так или иначе проецируется на нервные клетки. Но вот как именно это может происходить в его время было неизвестно. Чтобы ответить на этот вопрос, понадобились исследования лауреатов 2014 года.

Первый из них, Джон о’Киф в конце 1960-х начал изучать поведение крыс, пользуясь ультрасовременным по тем временам методом: он вживлял в мозг грызуна электроды и записывал электрическую активность отдельных нейронов, или, по меньшей мере, небольших групп нейронов, прилегающих к электроду. В 1971 году он опубликовал статью с удивительным открытием. В мозгу у крысы, в отделе под названием гиппокамп, есть «нейроны места», срабатывающие в тот момент, когда она пробегает через определенное место в лабиринте. Позже он показал, что нейроны эти срабатывают каждый раз, когда зверь возвращается на то же место. Когда крыса бежит по известному ей маршруту, нейроны загораются как лампочки в гирлянде, один за другим. «Регистрируя работу какого-то числа нервных клеток, вы можете, не глядя на самое животное, сказать, где оно находится и куда удалилось. Мозг отражает нахождение в пространстве очень точным образом», — говорит член-корреспондент Академии Наук нейробиолог Константин Анохин.

Это открытие сильно продвинуло нейробиологов, но его все равно было недостаточно, чтобы объяснить, как животные могут ориентироваться в пространстве. Хотя бы потому, что нейронов места меньше, чем собственно мест – одна нервная клетка срабатывает в нескольких разных географических точках.

Открытие супругов Мозер, сделанное через 35 лет, в 2005-м, дополнило картину, которая начала складываться в 1970-е. В своей лаборатории в норвежском Тронхейме они ставили эксперименты, методически похожие на оригинальные работы о’Кифа — вживляли электроды в мозг свободно передвигающихся крыс. Только исследовали они другую область мозга — экторинальную кору, связанную с гиппокампом. Там они обнаружили второй важный компонент «внутренней карты» пространства, grid-нейроны.

Grid-нейроны (синие), расположенные в экторинальной коре крысы. Каждый нейрон срабатывает, когда животное находится в определенных точках пространства, образующих гексагональную решетку.
Grid-нейроны (синие), расположенные в экторинальной коре крысы. Каждый нейрон срабатывает, когда животное находится в определенных точках пространства, образующих гексагональную решетку. (Фото: nobelprize.org)

Нервные клетки, обнаруженные Мозерами, тоже реагировали на географическое положение зверя. Но срабатывали они не в одной случайной точке, а в множестве разных, организованных в гексагональную структуру (сродни той, которую образуют сотовые вышки мобильной связи). Когда крыса шла в одном направлении, клетка срабатывала через равные промежутки в узлах координатной сетки. Вместе с открытыми ранее нейронами места гексагональная координатная сетка, моделирующая в мозгу евклидову поверхность, позволяет теоретически ориентироваться в пространстве совсем без внешних стимулов. Последовательные сигналы одного grid-нейрона маркируют расстояние, а последовательность срабатывания нескольких таких клеток — направление движения.

В последние десять лет нейробиологи провели множество исследований grid-нейронов — в них принимал деятельное участие и Джон о’Киф. Во-первых, они выяснилось, что координатные сетки в разных слоях экторинальной коры имеют разный масштаб — нейроны срабатывают через разное расстояние. Во-вторых, они одинаково работали на свету и в темноте; таким образом, можно было предположить, что «внутренний GPS» работает сам по себе, без помощи зрительных стимулов. В-третьих, помимо крыс, такие нейроны были обнаружены у летучих мышей, приматов и (в прошлом году) у человека. На летучих мышах, говорит Анохин, ученые смогли показать, что координатная сетка, описанная Мэй-Брит и Эдвардом Мозерами, трехмерная, а не двухмерная.

«Другая удивительная сторона открытия Мозеров, — добавляет он, — в том, что эти нейроны очень сильно связаны с памятью: животное сначала запоминает места, в которых бывало, чтобы появились «клетки места». Память всегда привязана к пространству: когда вы вспоминаете события из своей жизни, вы всегда должны ответить на три вопроса: «Что? Когда? Где?». Связка всех трех вопросов происходит в структурах, изученных Мозерами, поэтому их исследование так важно для лечения болезни Альцгеймера и нейордегенеративных заболеваний».

Магазин исследований Аналитика по теме "Медицина"