Ученые обнаружили нейронный «компас», который отвечает за ориентацию в пространстве

Для того чтобы правильно ориентировать наше тело, наш мозг выполняет вычисления, отслеживая движения в пространстве и создавая умственную карту окружающей среды. Хотя много исследований было сосредоточено на изучении процесса построения карты, немногие смогли определить, как именно наше нейронное соединение контролирует направление по этой карте.

Ученые из Великобритании и Германии выявили определенные проявления активности мозга, которые можно охарактеризовать как «нейронный компас». Исследования направлены на понимание процесса ориентации человека в пространстве. Даже небольшие ошибки в ориентации тела и взгляда могут вызвать проблемы в повседневной жизни, включая проход через дверь или управление автомобилем. Кроме того, результаты исследования могут быть полезны при изучении нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.

«Мы знаем, что у животных, таких как птицы, крысы и летучие мыши, есть нейронные цепи, которые помогают им ориентироваться, но нам многое неизвестно относительно того, как мозг человека справляется с этим в реальном мире», — говорит нейробиолог Бенджамин Гриффитс из Университета Бирмингема.

В проведенных двух экспериментах Гриффитс и его коллеги попросили 52 здоровых добровольца менять положение головы и глаз в различных направлениях, одновременно наблюдая за активностью их мозга с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и отслеживая их движения с помощью специальных средств мониторинга. Дополнительные эксперименты были проведены на 10 участниках, у которых уже были установлены электроды внутри черепа для лечения таких состояний, как эпилепсия. Это позволило исследователям более точно определить области мозга, которые активировались при движениях головы и глаз.

Изучив воздействие возбуждения нервной системы на двигательные функции мышц и сенсорную информацию, ученые выделили области в медиальной височной доле (ответственные за память), в теменной коре (участвующие в совмещении поступающей информации) и в парагиппокампе (отвечающие за определение местоположения). Эти области играют важную роль в формировании нашего нейронного компаса и помогают нам ориентироваться в окружающей среде. Наблюдения показали, что мозг настроен реагировать на изменения положения головы, что помогает сохранять ориентацию. Сигналы из этих областей поступают перед движениями головы, что означает их важную функцию в поддержании правильного местоположения и предотвращении потери ориентации.

Благодаря более глубокому пониманию функционирования мозга мы можем предпринять меры для предотвращения возможной деградации конкретных нейронных связей, контролирующих процессы в нашем организме. Кроме того, считается, что проведение исследований в области навигационных технологий может принести выгоду. Ученые отмечают, что их подход открывает новые перспективы для изучения этих процессов, что имеет значение для исследований нейродегенеративных заболеваний и совершенствования навигационных технологий в робототехнике и искусственном интеллекте.

Новое исследование ученых Калифорнийского университета в Сан-Диего выявило уникальные тормозные нейроны в переднем мозге человека, что позволило улучшить модели функционирования мозга, а также показало, что некоторые нейроны имеют общие линии развития. Это открытие имеет важное значение для понимания заболеваний головного мозга.