Ученые из Института нейробиологии и когнитивных наук (INCNS) опубликовали результаты нового исследования, которое проливает свет на роль коры головного мозга в процессе обработки информации. Исследование, опубликованное в журнале Neuron, демонстрирует, что кора головного мозга функционирует как «машина памяти», постоянно обновляя свои прогнозы будущего на основе новых сенсорных данных.
Научный сотрудник INCNS Юрий Шимкив и его коллеги изучали слуховую кору мышей, чтобы понять, как нейроны реагируют на новые и знакомые стимулы. Они обнаружили, что нейронные сети коры не только фиксируют поступающую информацию, но и формируют кратковременные воспоминания о последних сенсорных входах. Эти воспоминания, называемые «эхо», помогают отличать новую информацию от старой.
Для подтверждения своих выводов ученые создали модель нейронной сети, которая воспроизвела ключевые аспекты работы слуховой коры мышей. Модель показала, что обнаружение новизны является автоматическим свойством нейронных сетей, обусловленным особенностями их архитектуры.
Ведущий автор исследования Юрий Шимкив отметил: «Мы обнаружили, что кора головного мозга активно обрабатывает сенсорную информацию, постоянно обновляя свои прогнозы о будущем. Это открытие имеет важное значение для понимания как нормальной работы мозга, так и механизмов возникновения психических расстройств, таких как шизофрения».
Научный руководитель исследования, профессор Рафаэль Юсте, подчеркнул: «Новизна — это разница между ожидаемым и реальным. Наше исследование показывает, что кора мозга непрерывно ищет и фиксирует новые стимулы, чтобы улучшить свои прогнозы. Это открытие может объяснить, почему у людей с шизофренией возникают трудности с различением новой и старой информации».
Результаты исследования могут помочь в разработке новых методов диагностики и лечения психических расстройств, связанных с нарушением обработки новизны. Ученые надеются, что их работа станет важным шагом на пути к более глубокому пониманию функций мозга и механизмов возникновения заболеваний.
Original Research: Open access.
“Slow cortical dynamics generate context processing and novelty detection” by Yuriy Shymkiv et al. Neuron
