Формирование воспоминаний о событиях происходит благодаря совместной активности нейронов сенсорных отделов коры головного мозга в тета-ритме. Это выяснили британские исследователи, которые провели ЭЭГ-эксперимент, в ходе которого просили участников просматривать и запоминать видеоролики с несоответствующими им аудиодорожками. Статья опубликована в журнале Current Biology.

Элементы эпизодической памяти (памяти о событиях из жизни) хранятся сразу в нескольких отделах головного мозга, отвечающих за обработку информации, поступающей от органов чувств. Однако, для связи этих элементов в единое воспоминание с целью его хранения и дальнейшего извлечения вся информация, связанная с событием, должна поступить в «контрольный центр» памяти — небольшой билатеральный отдел мозга, который называется гиппокамп. Гиппокамп участвует в процессе перехода краткосрочной памяти в долгосрочную, а также производит тета-ритмы — электрические колебания нейронов головного мозга частотой от 4 до 8 Гц, связанная с процессом удержания внимания. Участие колебаний в тета-ритме в процессе формирования воспоминаний о событиях уже было доказано на примере мышей. Однако, до сих пор точно неизвестно, как именно происходит формирование тета-ритмов при обработке информации, поступающей от различных источников. Авторы новой работы провели эксперимент, направленный на изучение синхронизации зрительной и слуховой коры головного мозга в процессе формирования воспоминаний эпизодической памяти.

В эксперименте приняли участие 24 человека, которым показывали короткие видео и включали никак не связанные с ними аудиозаписи: например, видео игры в футбол и запись игры на гитаре. И видео, и звуковые стимулы были «мигающими» (колебания звука и освещение кадров были настроены по синусоиде): в некоторых случаях звук и видеоряд были синхронизированы, а в некоторых — десинхронизированы. Участников просили запомнить аудио-видео пары, а затем соотнести кадры из видеоклипов со звуковой дорожкой.

Пример синхронизированных (сверху) и десинхронизированных (снизу) частоты аудио- и яркости видеодорожки. Clouter et al. / Current Biology 2017

Ученые выяснили, что точность извлечения пары звук-видео из памяти зависит от точности синхронизации: участники эксперимента в среднем на 10 процентов лучше соотносили картинку и соответствующее ей аудио, когда частота колебаний звука и освещения видео совпадала. Таким образом, ученые сделали вывод, что синхронизация физических параметров визуальных и звуковых элементов в процессе формирования воспоминания играет важную роль в процессе его дальнейшего извлечения.

Точность соотнесения аудиодорожки и кадра из видео (в процентах по оси y) при извлечении воспоминаний о видео. По оси x — разница фаз колебаний звука и яркости в градусах. Clouter et al. / Current Biology 2017

Затем ученые повторили эксперимент с использованием электроэнцефалографии (в нем приняли участие девять человек) с целью изучить паттерны активности в слуховой и зрительной коре головного мозга в процессе формирования воспоминаний. Ученые обнаружили, что наблюдаемые ими участки синхронизируют свою активность в тета-ритме.

Электроэнцефалограмма совместной активности нейронов зрительной (красным цветом) и слуховой (синим цветом) коры. Clouter et al. / Current Biology 2017

Ученые отмечают, что полученные ими данные — первое доказательство того, что формирование воспоминаний в эпизодической памяти людей опирается на синхронизированную активность нейронов различных сенсорных отделов головного мозга в тета-ритме.

Недавно исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили нейронный механизм извлечения воспоминаний в мозге лабораторных мышей: такая нейронная сеть дублировала сеть формирования воспоминаний, но проходила также через отдельную область гиппокампа — субикулум. Об этом открытии вы можете прочитать в нашей заметке.

Автор: Елизавета Ивтушок