Эксперименты с погружением добровольцев в виртуальную реальность показали, что «карты» сложно организованных пространств — таких как дом или город — наш мозг складывает из множества отдельных «карт» поменьше. Об этом рассказывает статья, опубликованная в журнале Cognition.

В жизни мы имеем дело с двумя принципиально разными видами пространства. Оно может, как пространство комнаты или двора, целиком просматриваться взглядом, а может, как пространство целого здания или города, быть сложным, компартментализованным и состоять из массы отдельных связанных элементов. При этом модели пространственной репрезентации мозга обычно не принимают в расчет разницу между теми и другими.

«Наши эксперименты показывают, что такое допущение некорректно», — пишут Тобиас Милингер (Tobias Meilinger) и его коллеги по Институту биологической кибернетики Общества Макса Планка.

Ученые отобрали 24 добровольца и проводили эксперименты в виртуальной реальности, позволяя подопытным ходить по большому залу. При этом половине из них демонстрировалось помещение с семью различными предметами, лежащими на полу тремя рядами: чайник, молоток и банан; лошадка, телефон и теннисная ракетка; в центре последнего ряда – труба. Второй половине добровольцев «очки» виртуальной реальности позволили исследовать несложный лабиринт в форме изгибающегося коридора без ответвлений, где в точно таком же порядке были разложены те же предметы.

Две группы подопытных видели разные помещения, извилистый коридор или большой пустой зал, но предметы внутри них располагались одинаково. Tobias Meilinger et al., 2016

На следующем этапе опыта предметы исчезали из виртуального мира, а на их месте оставались одинаковые сферы. Добровольцев просили снова пройти по виртуальному пространству и собрать их в определенном порядке. В случае ошибки фаза обучения повторялась, пока все подопытные не запомнили все достаточно твердо, и тогда ученые перешли к тестам. В них подопытные снова погружались в то же виртуальное пространство, однако на сей раз управляли движением с помощью джойстика, сидя за столом. При этом им указывалось место, на котором они находятся («Вы стоите у банана») и цель, на которую нужно развернуться («Укажите на телефон»).

Как показали опыты, скорость ответа у подопытных, вспоминающих «комнатные» пространства, не зависела от расстояния до того или иного предмета, и они редко ошибались, описывая их взаимное расположение. При этом группа, запоминавшая коридоры лабиринта, отвечала с задержкой, которая определялась дистанцией от текущей точки до нужного предмета. Члены этой группы иногда путались между действительным порядком расположения предметов и той последовательностью, в которой они с этими предметами познакомились.

По мнению ученых, этот результат указывает на то, что память о сложных пространствах, таких как лабиринт или городские улицы, складывается из последовательностей отдельных «карт», связанных друг с другом в том порядке, в котором мы их изучили.

«Фигурально выражаясь, наша пространственная память о кофеварке на кухне необязательно должна включать место расположения расчески в ванной, — объясняет одна из авторов работы Марианна Стрикродт (Marianne Strickrodt). — Если мы хотим, стоя на кухне, представить место расположения расчески, мы будем перебирать пространственную память теми же шагами, которыми мы ее сохраняли: сперва кухня, затем коридор, потом ванная».

В связи с этим стоит вспомнить прошлые работы, в которых было показано, что в сложных помещениях нарушается работа grid-нейронов энторинальной коры височных долей головного мозга. Считается, что именно она определяет нашу пространственную память наряду с гиппокампом, ключевым органом памяти вообще. Расположенные здесь специализированные нейроны регистрируют изменения направления головы (HD-нейроны), а также сохраняют «схему» расположения узловых точек в пространстве (grid-нейроны), или упрощенные карты знакомых местностей. Нейрофизиологи продолжают активные исследования всех сторон работы этих систем — так, недавно было продемонстрировано, что функциональность grid-нейронов нарушается и в темноте, при отсутствии зрительных стимулов.

Автор: Роман Фишман