Мозг – сверхточный GPS: учёные обнаружили, что нейроны предсказывают будущее и строят ментальные карты

Учёные обнаружили, что мозг работает не просто как навигатор, а как продвинутая GPS-система с функцией предсказания. Узнайте, как «сеточные клетки» сканируют пространство, формируют ментальные карты и даже работают во сне, меняя наше представление о когнитивных способностях.

Представьте, что ваш мозг – это не просто орган, отвечающий за мысли и чувства, а невероятно мощная навигационная система, способная не только прокладывать маршрут, но и предсказывать дальнейшие пути. Именно такое революционное открытие сделали ученые из Института Кавли при Норвежском университете науки и технологий. Их исследование, опубликованное в престижном журнале Nature 3 февраля 2025 года под названием «Мозг как GPS, но с функцией предсказания пути», переворачивает наши представления о том, как мы ориентируемся в пространстве и строим ментальные карты.

«Сеточные клетки»: нейронные локаторы будущего

В центре внимания исследователей оказались так называемые «сеточные клетки» (grid cells) – особый тип нейронов, играющих ключевую роль в формировании внутренней карты окружающего мира. Долгое время считалось, что их основная функция – просто фиксировать наше местоположение. Однако новейшие данные демонстрируют куда более сложную и динамичную работу этих нейронов.

Также читайте: Мозговая схема сохраняет «недавнее прошлое» и использует его для суждений о настоящем

Ученые обнаружили, что «сеточные клетки» не просто пассивно отслеживают текущее положение. Вместо этого они активно сканируют пространство, заглядывая вперед и предсказывая возможные маршруты. Этот процесс осуществляется посредством быстрых, ритмичных движений, получивших название «свипы». Эти «свипы» представляют собой сканирование пространства с амплитудой около 30 градусов вправо, затем столько же влево, с поразительной частотой – десять раз в секунду. Можно представить себе эти нейронные сигналы как своеобразные антенны, которые постоянно «прощупывают» окружающую среду, создавая динамичную, детализированную и гибкую карту нашего мира.

Навигация во сне: как мозг строит карты в подсознании

Одно из самых удивительных открытий исследования заключается в том, что эти сканирующие движения «сеточных клеток» продолжаются даже во время сна, особенно в фазе быстрого сна (REM-фаза). Эта фаза известна своей активной ролью в переработке информации, консолидации памяти и обучении. Наблюдение за тем, как «сеточные клетки» продолжают свою работу в этот период, натолкнуло ученых на мысль, что их функция выходит далеко за рамки сиюминутной навигации.

Эти результаты наводят на мысль, что «сеточные клетки» не только помогают нам ориентироваться в реальном времени, но и активно участвуют в процессе запоминания пройденных маршрутов, а также в формировании новых, сложных ментальных карт. Это может означать, что даже когда мы спим, наш мозг продолжает строить и совершенствовать наши внутренние «GPS-системы», готовя нас к будущим перемещениям и открытиям.

Человеческий мозг: скрытые «свипы» и концентрация внимания

Хотя исследование проводилось на животных моделях, ученые уверены, что аналогичный механизм, скорее всего, существует и в человеческом мозге. Они предполагают, что эти быстрые сканирующие движения «сеточных клеток» могут быть тесно связаны с движениями глаз и процессами концентрации внимания.

Возможно, когда мы внимательно смотрим на что-то или планируем свой следующий шаг, наши глаза совершают те самые микроскопические, быстрые движения, которые отражают активность «сеточных клеток». Это открывает новые перспективы для понимания таких явлений, как пространственная память, способность к обучению новым навыкам, а также может пролить свет на причины нарушений ориентации при некоторых неврологических заболеваниях.

Новые горизонты в изучении мозга

Открытие механизма «предсказывающего GPS» в мозге открывает захватывающие перспективы для дальнейших исследований. Понимание того, как именно мозг строит и использует свои ментальные карты, может привести к разработке новых методов обучения, тренировки когнитивных функций и даже к созданию более совершенных навигационных систем и интерфейсов. Впереди – новые тайны, которые предстоит раскрыть, изучая наш самый удивительный орган.

Ранее на сайте писали: Мозг говорит: учёные обнаружили аналог языковой сети в голове, которая «всегда включена»