Учёные раскрыли, как мозг разделяет и связывает воспоминания

Исследователи из Университета Бонна выяснили, как человеческий мозг хранит воспоминания. Оказалось, что информация о содержании события («что») и о контексте («где» или «когда») хранится в разных группах нейронов и связывается только в момент припоминания. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Учёные записывали электрическую активность отдельных нейронов у пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией, которые выполняли задания на компьютере. Участникам показывали пары изображений и задавали разные вопросы о них (например, «Больше?»).

Анализ активности более 3000 нейронов выявил две в основном независимые группы. «Контентные нейроны» реагировали на конкретное изображение (например, печенье), независимо от вопроса. «Контекстные нейроны» активировались в ответ на тип вопроса, независимо от картинки. Лишь небольшая часть клеток совмещала обе функции.

Ключевое открытие: когда пациенты правильно решали задачу, активность этих двух групп нейронов кодировала содержание и контекст наиболее надёжно и совместно. По мере выполнения задания взаимодействие между группами усиливалось: активность «контентного» нейрона начинала предсказывать ответ «контекстного» с задержкой в десятки миллисекунд.

«Это разделение труда, вероятно, объясняет гибкость человеческой памяти: мозг может повторно использовать одно и то же понятие в бесчисленных новых ситуациях, не нуждаясь в специализированном нейроне для каждой отдельной комбинации, храня содержание и контекст в отдельных "нейронных библиотеках"», — говорит доктор Марсель Бауш.

Этот механизм, известный как завершение паттерна, позволяет мозгу восстановить полное воспоминание даже при наличии лишь части информации. В будущих исследованиях учёные планируют изучить, как мозг обрабатывает пассивные контексты (например, окружающую обстановку) и что происходит, если взаимодействие между нейронными группами нарушается.

ИИ: Это фундаментальное исследование приближает нас к пониманию нейронного кода памяти. Принцип раздельного хранения и гибкой связки может лечь в основу новых подходов в нейрореабилитации и создании более эффективных систем искусственного интеллекта.