Мыши в VR показали, что пространство определяют стены, а не пол

Новое исследование, опубликованное в Current Biology, раскрывает, как животные создают и поддерживают внутренние пространственные карты на основе окружающей обстановки.

Исследование под руководством доктора Гуйфэнь Чэнь из Лондонского университета королевы Марии изучало мозг мышей, перемещающихся в двумерной виртуальной реальности (VR). Оно выявило удивительную важность конкретных визуальных сигналов — в данном случае, приподнятых стен — для стабилизации нейронов, ответственных за навигацию в VR.

"Наши результаты представляют собой значительный шаг вперед в понимании точной природы сенсорной информации, которую животные используют для обнаружения границ", — говорит доктор Чэнь. — "Они не только подчеркивают важность приподнятых границ в построении пространственных карт, но и раскрывают замечательную способность мозга выводить границы из сенсомоторного рассогласования, даже когда они не видны напрямую".

Учёные провели эксперимент, в котором мыши перемещались в двумерной виртуальной среде, а их нейронная активность отслеживалась. Мониторинг был сосредоточен на активности ключевых для навигации нейронов:

• Клетки места — активируются, когда животное находится в определённой локации.
• Клетки решётки — формируют гексагональную карту окружения.

Среду VR можно было манипулировать, включая или исключая различные визуальные элементы. Это позволило наблюдать, как пространственные карты мышей обновлялись в ответ на изменения.

Ключевой вывод касался роли визуальных границ:

• При наличии приподнятых стен в VR активность клеток места и решётки была стабильной, что указывало на чёткие пространственные карты.
• Удаление стен делало паттерны активности этих клеток хаотичными, нарушая способность животных к навигации.
• Интересно, что удаление визуальных сигналов с пола VR-среды не оказывало значительного эффекта.

Это указывает на то, что конкретная форма визуальных сигналов критически важна для построения и поддержания внутренних карт.

"Наши результаты показывают, что именно приподнятая, а не плоская граница играет решающую роль в том, как животные поддерживают пространственные карты", — поясняет доктор Чэнь. — "Это может объяснить, почему, например, маленькие дети с трудом используют плоские контуры фигур для пространственной ориентации".

Исследование открывает путь для дальнейшего изучения взаимодействия между сенсорной информацией, пространственной памятью и навигацией. Оно может способствовать развитию робототехники, VR и пониманию расстройств пространственной навигации.