«Нейробиологи ранее определили области мозга, участвующие в изучении чего-либо», — говорит профессор CSHL Энтони Задор, возглавлявший группу исследователей в этой текущей работе. «Но мы хотели углубиться дальше и определить, как изменения в определенных соединениях кодируют конкретную поведенческую реакцию».Для этого команда сосредоточилась на том, как крысы переводят звуковые сигналы в поведение. Исследователи научили крыс ассоциировать определенный тон с наградой.
Изменения тона — как разница между тубой и флейтой — сигнализировали животному искать награду либо с левой, либо с правой стороны тренировочного ящика.В предыдущей работе команда обнаружила, что активность в определенной популяции нейронов имеет решающее значение для выполнения животными задачи. Эта популяция нейронов передавала информацию из одной слуховой области мозга (слуховая кора) в другую (слуховое полосатое тело).В текущей работе команда измерила силу связей между этими двумя популяциями нейронов, когда животные усвоили задачу. «Мы обнаружили, что в слуховом полосатом теле был градиент активности, который соответствовал тому, было ли животное приучено двигаться влево или вправо в обмен на вознаграждение». — объясняет Задор.
Основываясь на этой информации, команда пришла к выводу, что они могли бы использовать посмертные срезы мозга, чтобы «предсказать» (очевидно, ретроспективно), как были обучены те или иные крысы. Как описывает Задор: «Мы были поражены тем, что во всех случаях наши прогнозы — слева или справа — были верными.
Мы расшифровали крошечный фрагмент нейронного кода, с помощью которого животное кодировало эти воспоминания. По сути, мы могли прочитать умы этих крыс ".«В течение десятилетий ученые пытались нанести на карту воспоминания в мозгу, — сказал Джеймс Гнадт, доктор философии, директор программы Национального института неврологических расстройств и инсульта Национального института здоровья (NINDS). «Это исследование показывает, что ученые могут точно определить синапсы, в которых выражаются определенные воспоминания».
По словам Задора, результаты, вероятно, будут широко применимы к другим органам чувств и частям мозга. «Мы рады применить этот метод к более сложным формам обучения и к другим сенсорным системам, таким как зрение».