Netikėta. DI atskleidė žmonių smegenų paslaptį

Giluminėje smegenų struktūroje, vadinamoje hipokampu, kuri yra labai svarbi atminčiai, yra neuronų, koduojančių objektų – pavyzdžiui, įrankių ar pastatų – tapatybę. Šios ląstelės reaguoja į tuos objektus vaizduojančius dirgiklius. Tačiau daug žinių apie tai mokslininkai gavo tirdami žmones, kai jie žiūri pavienius vaizdus, o ne reaguoja į besikeičiančias scenas.

Norėdama sužinoti daugiau, Franziska Gerken iš Miuncheno technikos universiteto Vokietijoje su kolegomis ištyrė 29 epilepsija sergančius asmenis, kuriems prieš atliekant operaciją dėl epilepsijos, į smegenis buvo implantuoti elektrodai, skirti priepuoliams stebėti. Pasinaudodami šia galimybe, tyrėjai užfiksavo beveik 2300 neuronų aktyvumą kiekvieno asmens hipokampe ir aplink jį, kai jie žiūrėjo filmą „500 Days of Summer“.

Paskui, naudodami dirbtinio intelekto modelį, tyrėjai išanalizavo, kaip šie neuronų atsakai skyrėsi priklausomai nuo konkrečių filmo ypatybių (pavyzdžiui, veikėjų ir vietovių) ir vizualinių kategorijų (pavyzdžiui, scenų) perėjimų.

Kai dalyviai dar kartą žiūrėjo filmą, komanda pagal jų neuronų reakcijas galėjo nustatyti, kokį konkrečiai turinį jie matė.

Mokslininkai nustatė, kad visų hipokampo ir aplinkinių sričių neuronai reagavo į filmo ypatybes ir kategorijas, tačiau kai kurių sričių aktyvumas jas atspindėjo labiau nei kitų. Pavyzdžiui, į vaizdą reaguojančių neuronų aktyvumas regione, vadinamame parahipokampo vingiu, buvo susijęs su scenos perėjimais ir vietomis, o gretimame regione, vadinamame migdolu, esančių ląstelių aktyvumas suaktyvėjo, kai filme buvo matyti pagrindiniai veikėjai.

Tolesnė analizė atskleidė, kad nors pamačius pagrindinę veikėją – moterį, vardu Summer – suaktyvėjo keli tūkstančiai ląstelių, jos buvimą ekrane buvo galima įvertinti tik pagal 500 neuronų aktyvumą. Tačiau nebuvo jokio nuoseklaus aktyvumo modelio, susijusio su Summer buvimu. Kiekvieną kartą, kai ji pasirodydavo ekrane, suaktyvėdavo vis kitas ląstelių pogrupis.

Tai rodo, kad pasirodžius filmo personažui, priklausomai nuo konteksto, suaktyvėja daug neuronų. Tačiau kai reikia prisiminti personažo buvimą, ši informacija saugoma mažesniuose, kintančiuose neuronų pogrupiuose – o ne visoje neuronų populiacijoje.

Rodrigo Quian Quirogas iš Lesterio universiteto Jungtinėje Karalystėje sako, kad rezultatai yra „labai solidūs“ ir „geras žingsnis į priekį siekiant suprasti, kaip atminties sistema veikia realiose situacijose“.

„Neuromoksluose gausu eksperimentų, kurie toli gražu neatitinka realaus atminties veikimo, todėl vertinga analizuoti pavienių neuronų reakcijas į skirtingus filmo personažus ir scenas, kad būtų galima atskirti skirtingų neuronų grupių indėlį į realių prisiminimų kodavimą ir saugojimą“, – sako jis.

Turimas paskelbtas išankstinių publikacijų serveryje „bioRxiv“.

Parengta pagal „New Scientist“.