Исследование, опубликованное в научном журнале Cell, также показывает, что клетки мозга могут связывать различные воспоминания, пока мы отдыхаем или спим, и этот процесс может иметь важное значение для творчества.
Исследование финансировалось Советом по медицинским исследованиям (MRC), частью UKRI (UKRI) и Wellcome, и проводилось доктором Хелен Баррон и доктором Дэвидом в отделе динамики мозговой сети MRC в Оксфордском университете.
Дюпре.
Доктор Бэррон сказал: «В повседневной жизни мы часто предполагаем связи или отношения между разными вещами, которые мы видим или слышим. Поэтому, даже если мы не знаем всей истории, мы можем сделать обоснованное предположение, соединив точки. Например, я ищу своего друга Сэма.
Кто-то говорит мне, что Бен в библиотеке. Я знаю, что Сэм и Бен везде ходят вместе, поэтому я думаю, что Сэм тоже в библиотеке.
«Хотя этот процесс имеет решающее значение для повседневной жизни, до сих пор мы не знали, как клетки нашего мозга могут образовывать связи между отдельными переживаниями."
Исследователи начали с определения этой способности в области мозга, называемой гиппокампом, которая, как уже известно, играет роль в обучении и памяти.
Они сделали это, используя МРТ на людях и временно отключив гиппокамп у мышей.
Чтобы точно выяснить, как клетки мозга позволяют нам делать обоснованные предположения, исследователи провели серию очень похожих экспериментов на людях и мышах.
Людей-добровольцев попросили сыграть в игру виртуальной реальности, в которой звук, например звук бегущей воды, сигнализировал о том, что добровольцы также увидят красочную картинку на стене.
Затем они играли в другую игру, в которой нахождение красочных картинок помогло им выиграть деньги.
Звук никогда не был напрямую связан с выигрышем денег, но добровольцы начали догадываться, что звук был связан с призом, и когда они его услышали, они стали искать награду.
Эксперимент был воссоздан на мышах путем воспроизведения звука перед показом изображения, сделанного из светодиодных ламп. Затем, на отдельном этапе задания, мыши могли найти награду в виде сахарной воды, если был включен свет.
Как и люди, мыши начали связывать звук с наградой.
Доктор Дюпре сказал: «Проведя аналогичные эксперименты как с мышами, так и с людьми, эта работа показывает, что процесс установления связи между отдельными событиями является общим для обоих видов. А, работая с мышами, можно изучить, что происходит в мозге млекопитающего на уровне отдельных клеток."
В мозге мыши исследователи могли записывать активность клеток мозга, которые индивидуально представляли звуки, свет или награды. Когда мыши начали делать вывод, что звук был логически связан с наградой через свет, они обнаружили, что клетки начали срабатывать в таком порядке.
Однако они продолжали наблюдать за мышами, когда они отдыхали после выполнения задания, и увидели, что мозг мыши начал перепрыгивать через промежуточный «легкий» шаг. «Звуковые» клетки мозга стали активными с «вознаграждением» клеток мозга; соединяя точки между разными переживаниями.
Д-р Дюпре добавил: «Это говорит о том, что пока мыши отдыхают, их мозг устанавливает новые связи между вещами, которые они не испытывали напрямую, и мы думаем, что именно этот процесс поможет им принимать полезные решения в будущем."
Доктор Бэррон сказал: «Наши результаты показывают, что у людей процесс очень похож, и это имеет важные последствия.
Он предполагает, что периоды отдыха и сна играют важную роль в творчестве, когда мы черпаем понимание из предыдущего опыта, чтобы придумывать оригинальные идеи."
Доктор Саймон Фишер, руководитель программы Совета по неврологии и психическому здоровью MRC, добавил: «Наша способность объединять отдельные воспоминания для формирования новых связей помогает нам принимать повседневные решения. Это исследование дает представление о том, как и где в мозге происходит этот ключевой процесс. Это также предполагает, что пока мы спим или отдыхаем, наш мозг активно устанавливает эти связи, и этот процесс может лечь в основу творческого мышления.
«Этот сильный подход, заключающийся в работе с мышами наряду с сопоставимыми экспериментами с людьми, позволяет находкам одного вида использовать в исследованиях другого и улучшает передачу биологических знаний от животных моделей к людям.