2014-03-28

Спогади успішно розшифрували за томограмою

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 голосів)

Англійські вчені експериментально показали можливість читання спогадів на основі даних функціональної магнітної томографії мозку. Піддослідні згадували один з трьох відеосюжетів, а завданням нейрофізіологів було визначити, який з відеосюжетів був вибраний. Вчені цілком успішно справлялися із завданням. Їм вдалося виявити особливі зони гіпокампу, що відповідають за відтворення пам'ятних епізодів з життя.

Читання думок завжди вважалося дивом, і хто з нас не мріяв про цю здатність, яка обіцяє надмогутність! Згідно з деякими маргінальним теоріями предки людини володіли цією чудовою здатністю. Але в ході розвитку логічного мислення вони її втратили, і тепер людині розумній доводиться задовольнятися мовою. Так чи інакше, але тепер саме за допомогою логічного мислення, тобто науковим методам, Homo sapiens довів принципову можливість читання думок.

Команда англійських вчених під керівництвом Елеонор Маґьюр (Eleonor Maguire) з Інституту неврології Університетського коледжу в Лондоні готувала видатний (і, треба зазначити, нескладний) експеримент з читання думок довго і поетапно. Експеримент здійснювався за наступною схемою. Десяти піддослідним показували три коротких відеосюжети по 7 секунд. У відеосюжетах актриса виконувала якісь прості дії - опускала листа в поштову скриньку, викидала бляшанку з-під кока-коли і т. д. Учасники дивилися кліпи по 10 разів, потім згадували або один з певних сюжетів, або один на свій вибір. У всіх випадках знімалися свідчення томографа, який сканував область гіпокампу і прилеглих структур. Потім об'ємні томограми оброблялися за особливою методикою. Після цього залишалося узагальнити дані сканування мозку при спогадах кожного з трьох кліпів і зрозуміти, чи можна за цими результатами визначити, який із трьох кліпів вибирав випробуваний. Оскільки результат експерименту статистичний, кожен учасник повинен був згадувати кожен з кліпів 7 разів на вимогу і 10 разів у вільному режимі.

Таким чином, виконання цього експерименту, крім акуратного підбору учасників та психологічно продуманого дизайну (скільки секунд триває подання завдання, в який момент випробуваний закриває і відкриває очі і т. д.), вимагало вирішення більш складних технічних завдань. По-перше, яку частину мозку сканувати? Не можна ж обстежити відразу весь об’єм (принаймні на сучасному етапі розвитку технологій). По-друге, як здійснювати обрахунок отриманих об'ємних зображень? Сучасна апаратура не досягає тієї роздільної здатності, яка дозволила б відстежити роботу кожного нейрона навіть в обмеженій області мозку. Який масштаб усереднення допустиме для цифрової обробки томограм?

Усі ці завдання група Елеонор Маґьюр вирішувала, судячи з публікацій, не менше чотирьох-п'яти років. За цей час вченим вдалося довести локалізацію просторової пам'яті в області гіпокампу. Вони провели чудове дослідження за участю справжніх експертів в області просторового орієнтування - ліцензованих лондонських таксистів. Ця професія вимагає запам'ятовування взаєморозташування не менше 20 000 вулиць Лондона. З'ясувалося, що у лондонських таксистів збільшені об'єм і маса сірої речовини в задній частині гіпокампу.

На базі експериментів з віртуальним простором вчені підтвердили, що рішення про просторову локалізацію та зберігання відповідної інформації приймає головним чином гіппокамп. В експерименті з віртуальним простором також передбачалося сканування мозку і обробка зображень. Об'ємне зображення ділили на клітинки зі стороною 1,5 мм. Кожна клітинка укладала інформацію про стан близько 10 тис. нейронів. Але, як з'ясувалося, навіть настільки грубе усереднення дає непоганий результат. Обробка зображень припускала порівняння комірок за принципом «кожна-з-кожною», тобто осередок з конкретними координатами для одного досліду порівнюється з осередками з тими ж координатами в інших дослідах. Благо, сучасні машинні потужності дозволяють обробляти такий колосальний об'єм інформації.

Всі ці «напрацювання» увійшли складовими частинами в експеримент із вгадування думок. Усереднені томограми для кожного з трьох кліпів дозволили визначати, який із спогадів вибрав той чи інший учасник. Точність визначення склала 45%, а це істотно вище, ніж 33%, які б вийшли при випадковому попаданні.

У кожного з учасників картина збудження в гіпокампу була індивідуальною. Однак сама область, де розташовані працюючі нейрони, виявилася більш-менш подібною - це передні бічні і задні праві зони гіпокампу. В останній з названих зон міститься інформація про просторову локалізацію події, дві інші служать свого роду картою або картотечним ящиком, який направляє спогади до потрібних відділів кори. Подібний картотечний спосіб зберігання автобіографічної або епізодичній пам'яті (на противагу знанням, отриманим з книг або на уроках) виявився подібним у всіх випробовуваних, так що цей спосіб автори дослідження вважають універсальним. Також вони вважають, що в цілому існує уніфікована функціональна топографія гіпокампу, тобто конкретні області відповідають за зберігання і маніпулювання конкретною інформацією.

Вірні чи ні уявлення лондонської групи про структуру та організацію гіпокампу та зберігання інформації, покажуть тільки подальші експерименти. Методика експериментів запропонована, вони реально здійснимі на базі технічно оснащеного наукового центру, так що розшифровка думок - в руках нейрофізіологів!

Джерело: Martin J. Chadwick, Demis Hassabis, Nikolaus Weiskopf, Eleanor A. Maguire. Decoding Individual Episodic Memory Traces in the Human Hippocampus / / Current Biology, 20, 1-4. 11 March 2010. Doi: 10.1016/j.cub.2010.01.053.

 

Дивіться також:

Коментарі:

blog comments powered by Disqus