С помощью усов крысы могут определять текстуру предметов так же, как люди, используя кончики пальцев. Исследование, в котором приняли участие некоторые ученые SISSA, показывает, что можно понять, к какому конкретному объекту прикоснулась крыса, наблюдая за активацией нейронов мозга. Еще один шаг к пониманию того, как мозг, в том числе и у людей, представляет внешний мир.
Мы знаем мир через сенсорные представления в нашем мозгу. Такой "реконструкция" осуществляется посредством электрической активации нервных клеток, кода, содержащего информацию, которая постоянно обрабатывается мозгом. Если мы хотим понять, каковы правила, которым следует представление мира внутри мозга, мы должны понять, как электрическая активация связана с сенсорным опытом. По этой причине группа исследователей, в которую входили Мэтью Даймонд, Хоуман Сафаи и Мориц фон Хеймендаль из Международной школы перспективных исследований (SISSA) в Триесте, проанализировали поведение и активацию нейронных сетей у крыс, когда они выполняли тактильное распознавание объектов. тесты.
Во время экспериментов исследователи наблюдали за поведением крыс – животные отличали одну текстуру от другой – наряду с активацией группы сенсорных нейронов. "Впервые в исследовании отслеживалась активность нескольких нейронов, а до сих пор из-за технических ограничений исследователи изучали только отдельные нейроны," объясняет Даймонд, возглавляющий лабораторию тактильного восприятия и обучения в SISSA. "Активность таких групп нейронов представлена в нашей модели в виде многомерных облаков, размерность которых равна количеству исследуемых клеток (до десяти). Мы наблюдали разные облака для контакта с каждой различной текстурой."
Анализируя "облака", Даймонд и его коллеги смогли успешно расшифровать объект, с которым контактировал грызун. "Наш метод настолько точен, что когда крыса ошибочно принимает один объект за другой, декодирование также указывает на объект, отличный от того, к которому действительно прикоснулась. А произошло это потому, что изображение, созданное мозгом, и, как следствие, наше декодирование, выглядело как изображение другого объекта. Отсюда ошибка."
Команда Даймонда не собирается останавливаться на достигнутом. "В реальной жизни мы обычно распознаем объекты, используя больше органов чувств, комплексно. Мы используем осязание и зрение одновременно, например," объясняет Даймонд. "По этой причине сейчас мы работаем над новыми экспериментами, в которых задействовано больше нейронов, с более сложными стимулами и большим количеством органов чувств для построения «мультимодальных» представлений объектов."
Мэтью Даймонд.
Подробнее…
Этот вид "чтение мыслей" исследование мозга крыс Даймондом и его коллегами важно для понимания того, как мозг формирует представление о мире. "Каждый из нас воспринимает физический мир вне себя, но на самом деле все, что у нас есть в нашем распоряжении, чтобы создать опыт мира, – это представление, которое наш мозг делает из него через входные данные органов чувств" говорит Даймонд.
Чтобы понять, что такое представление хотя бы частичное, достаточно думать обо всей информации о мире, которая ускользает от нас все время: например, мы слепы к инфракрасным и ультрафиолетовым лучам, мы не можем слышать определенные звуки. частоты или запах некоторых химических веществ или других. Некоторые детали, относящиеся к физическому миру, совершенно невидимы или, лучше сказать, незаметны (другие интерпретируются неверно, например, визуальные иллюзии.)
Это еще одна демонстрация того, что мы воспринимаем не физический мир сам по себе, а нейронную активацию, которую этот мир вызывает в нашем мозгу.