«Пространство и время — это вездесущие измерения, с помощью которых события могут быть организованы в памяти», — говорит старший автор исследования Говард Эйхенбаум, психолог и нейробиолог из Бостонского университета. "Эти результаты подтверждают мнение о том, что память эволюционировала как обычная функция у млекопитающих с использованием цепей, которые организуют события в пространстве, времени и, возможно, во многих других измерениях опыта."
Предыдущие исследования показали, что ячейки сетки получают информацию от других ячеек о направлении движения.
Но до сих пор не было прямых доказательств того, что ячейки сетки сигнализируют о расстоянии или времени, оставляя его роль в интеграции путей просто умозрительной. В новом исследовании Эйхенбаум и первый автор Бенджамин Краус из Бостонского университета обратились к этому вопросу, поместив крыс на беговые дорожки и записав активность ячеек сетки. Исследователи сохраняли фиксированную продолжительность бега или расстояние, меняя скорость, чтобы выявить влияние этих факторов на активацию клеток.
Во время бега на беговой дорожке 92% ячеек сетки срабатывали в определенные моменты или на определенные расстояния, пока крысы бегали на месте. Например, одна ячейка будет стрелять через 8 секунд после начала бега, независимо от скорости или расстояния, в то время как другая ячейка будет стрелять после того, как крыса пробежит 400 сантиметров, независимо от скорости или продолжительности.
Примерно на половину клеток влияет время, на половину — расстояние, а на 41% — время и расстояние.
«Основная текущая точка зрения состоит в том, что ячейки сетки предназначены для кодирования местоположений в космосе», — говорит Эйхенбаум. "Наши результаты отражают открытие, что, когда местоположение остается постоянным, ячейки сетки также кодируют время и расстояние, что предполагает гораздо более широкую роль медиальной энторинальной коры, чем просто отображение пространства."
В частности, результаты показывают, что ячейки сетки способны поддерживать интеграцию путей даже без визуальных подсказок, таких как ориентиры и оптический поток.
Однако сетка ячеек была больше и разнесена во время бега на беговой дорожке по сравнению с поиском корма в открытом поле со стабильным визуальным ориентиром. Это наблюдение предполагает, что визуальная информация может помочь откалибровать активность ячеек сетки, чтобы повысить точность пространственного представления животными окружающей их среды.
Более того, один и тот же механизм сохранения времени и расстояния может быть важен для организации временного потока переживаний в памяти, а также в пространственных маршрутах.
Эйхенбаум считает, что проведенные до сих пор исследования — это только начало изучения того, как информация о времени представлена в системе памяти. "Нам нужно понять, как взаимодействуют гиппокамп и энторинальная кора, чтобы поддерживать память о потоке событий.
Нам нужно знать источники временной информации для этой системы. И нам нужно знать, как последовательные события связаны с представлением времени », — говорит он. «Мы считаем, что знания о мозговых цепях, поддерживающих память, в конечном итоге приведут к новым направлениям лечения или профилактики нарушений памяти и когнитивных функций."