Наблюдать, как один человек угрожает другому – обычное дело. Теперь, в исследовании, опубликованном в eLife, ученые использовали крупномасштабную нейронную запись и анализ больших данных на обезьянах, чтобы дать первое представление о том, как мозг запоминает и вызывает воспоминания о таких негативных социальных взаимодействиях. Исследование раскрывает сложную структуру нейронной сети для наблюдения за негативным социальным взаимодействием и извлечения его из памяти.
Исследование, проведенное Наотакой Фуджи и его коллегами из Института науки о мозге RIKEN в Японии, дает ответ на давний вопрос о том, можно ли сформировать и вызвать воспоминания о наблюдаемом социальном взаимодействии с помощью того же нейронного пути. Чтобы проверить эту идею, авторы наложили 128-канальный крупномасштабный массив записи на кору обезьяны для записи электрической активности, пока испытуемый смотрел видео, на котором одна обезьяна угрожает другой. В контрольных исследованиях видео демонстрировали неугрожающие взаимодействия.
Исследователи записали данные активности мозга на сервер и использовали аналитические методы больших данных для вычисления многомерного значения, называемого ERC (связанная с событием причинность), которое индексировало непрерывную эволюцию активности мозга во времени, пространстве и направление связи между областями мозга во время задание. ERC, в свою очередь, был разложен для выявления горячих точек сетевой активности, которую команда назвала "модули" которые точно определили конкретные эпохи в наблюдаемых взаимодействиях социальных угроз.
Модули выявили богатый динамический поток информации в сети мозга с беспрецедентным разрешением. Один модуль закодировал формирование воспоминаний о наблюдаемом социальном взаимодействии, раскрывая поток информации от областей сенсорного восприятия к высшим структурам мозга. И наоборот, животные, которым были представлены сигналы, которые наблюдались при первоначальном столкновении с угрозой, в то время как угрожающая обезьяна была скрыта от глаз, демонстрировали ту же сеть с обратным коммуникационным потоком, предполагая, что та же сеть использовалась для восприятия и запоминания события.
Результаты открывают окно в структуру мозговых сетей для когнитивных процессов, таких как наблюдение за поведением других. Методы, использованные в исследовании, можно обобщить на другие ситуации, требующие умственной обработки. Полученные данные также имеют значение для картирования мозговой активности крупными федеральными проектами мозга, включая инициативу США BRAIN и EU Human Brain Project, указывая на то, что технологии, измеряющие активность мозга, должны быть нацелены на мониторинг не только больших популяций нейронов, но и их сетевых коммуникационных структур.