Клетки времени: Ученые раскрывают тайну восприятия времени у мышей

Восприятие времени - ключевой элемент нашего взаимодействия с окружающим миром. От повседневных задач до сложных навыков, таких как вождение автомобиля, наш мозг постоянно оценивает длительность событий. Этот процесс, хотя и кажется простым, на самом деле представляет собой сложный механизм, работающий в основном на подсознательном уровне.

Недавнее исследование пролило свет на этот загадочный аспект работы мозга. В ходе экспериментов на мышах была обнаружена особая группа нейронов, получивших название «клетки времени». Эти клетки играют crucial роль в освоении сложных поведенческих паттернов, где точность временных интервалов имеет первостепенное значение.

Функционирование «клеток времени» напоминает работу часового механизма: они активируются последовательно, подобно движению секундной стрелки, отмечая короткие промежутки времени. Это открытие не только расширяет наше понимание работы мозга, но и открывает новые перспективы в изучении восприятия времени у людей.

Исследование в Nature Neuroscience

Ученые использовали сложную временно-зависимую задачу и передовые методы визуализации мозга, чтобы наблюдать за активностью клеток времени у мышей. Вначале мышам необходимо было научиться различать временные паттерны запаховых стимулов для получения награды. В ходе обучения клетки времени реагировали одинаково на все паттерны стимулов, но по мере усвоения разных временных паттернов их активность становилась уникальной для каждого из них.

Интересно, что когда мыши ошибались, клетки времени активировались в неправильном порядке, что указывает на важность последовательности активности клеток времени для выполнения временных задач.

Сложная роль клеток времени

Исследователи также установили, что клетки времени выполняют более сложную роль, чем просто отслеживание времени. При временной блокировке активности клеток времени в медиальной энторинальной коре (MEC), мыши все еще могли воспринимать и даже предугадывать время событий, но не могли обучаться новым сложным временным задачам.

Это указывает на то, что MEC играет важную роль не просто в отслеживании времени, а в обучении сложным временным взаимосвязям. Предыдущие исследования также показали, что MEC участвует в обучении пространственной информации и создании «ментальных карт». Новые данные предполагают, что мозг может обрабатывать пространство и время схожими способами.

Возможности ранней диагностики болезней

Исследование подчеркивает удивительную сложность и точность нейронных механизмов, лежащих в основе нашего чувства времени. Оно также ставит вопросы о том, как эволюция сформировала эти механизмы и как они могут различаться у разных видов.

Открытие «‎клеток времени» в гиппокампе может иметь далеко идущие последствия для понимания и лечения неврологических расстройств, связанных с нарушением восприятия времени, таких как болезнь Альцгеймера. Эти специализированные нейроны играют ключевую роль в обработке временной информации и формировании воспоминаний. Потенциальные применения этого открытия в медицине включают разработку целенаправленных методов лечения для улучшения временного восприятия у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, а также создание более точных диагностических инструментов для раннего выявления когнитивных нарушений.

В области нейротехнологий это открытие может способствовать совершенствованию интерфейсов мозг-компьютер и разработке нейропротезов для восстановления нарушенных функций восприятия времени. Кроме того, понимание работы «‎клеток времени» может привести к созданию более совершенных искусственных нейронных сетей и алгоритмов машинного обучения, способных эффективнее обрабатывать временные последовательности. Это особенно важно для задач, требующих точного восприятия времени, таких как прогнозирование и обработка естественного языка.