Интересные новости и факты (психология, нейрофизиология)

[ArefievPV]

Стабильные синапсы не обращают внимания на соседей
https://www.nkj.ru/news/51039/
Некоторые межнейронные контакты в мозге лишены рецепторов, обеспечивающих синаптическую пластичность.

Пластичность психики опирается на пластичность нейронов и межнейронных соединений – синапсов: мы постоянно слышим о том, что одни синапсы укрепляются, другие слабеют и рвутся, и всё это происходит ввиду необходимости решать разнообразные жизненные задачи. И что если нейронным цепочкам по какой-то причине трудно перестраиваться, то и решать разнообразные задачи тоже будет трудно. С другой стороны, у пластичности должен быть предел. Всё-таки есть навыки, есть информационные процедуры, которые наши нервные центры должны выполнять всегда, несмотря на разнообразие окружающего мира.

Можно предположить, что часть синапсов стабильна, а часть – изменчива, и что и те, и другие могут быть у одной и той же нервной клетки. То, что это действительно так, несколько лет назад показали сотрудники Калифорнийского университета в Беркли и Массачусетского технологического института на примере пирамидальных нейронов зрительной коры. Пирамидальные нейроны называются так из-за формы, которую им придают чрезвычайно разветвлённые отростки-дендриты. Дендриты принимают импульсы от других клеток, и в случае с пирамидальными нейронами входящих контактов может быть очень много, порядка нескольких тысяч. Среди них есть те, которые остаются пластичными как в детском, так и во взрослом возрасте, и есть те, которые меняются, пока мозг молод, и не меняются во взрослом состоянии.

В новой статье в Cell Reports исследователи подробнее описывают строение и поведение стабильных синапсов. Такие синапсы собраны в кластеры, и в эти синаптические кластеры приходят сигналы из определённой зоны таламуса. Таламусом, или зрительными буграми, называют крупный парный отдел головного мозга, лежащий глубоко под полушариями. Он служит сенсорным хабом, или сенсорным диспетчером, собирая информацию от всех органов чувств, кроме обонятельных рецепторов, и распределяя её по другим зонам мозга. Таламус не просто распределяет информацию: сенсорные импульсы в нём проходят первичную обработку, какие-то сигналы он отсекает, а какие-то усиливает. Работает он в тесной связке с «контрагентами», то есть та или иная зона коры сообщает в таламус, что она думает по поводу той или иной информации, а таламус в ответ как-то модифицирует посылаемые данные.

Обычно синапсы чувствуют, что происходит с соседями, то есть их свойства меняются от того, что через соседа проходит сигнал, и сами они влияют на свойства передаваемого сигнала – там, где синапсы прислушиваются друг к другу, сигнал после приёма может усилиться. В случае со стабильными синапсами, которые принимают импульсы из таламуса, ничего такого не происходит, они реагируют только на тот сигнал, который получили сами, и что происходит с соседями, их не интересует. В них также нет NMDA-рецепторов, с которыми работает нейромедиатор глутамат. Про NMDA-рецепторы известно, что они важны для обучения, а значит, для нейронной пластичности, но стабильным синапсам пластичность ни к чему, поэтому они обходятся без них. Их стабильность лишний раз подтвердили опытами, в которых разные синапсы стимулировали искусственными импульсами. Сила стабильных синапсов никак не менялась от того, что им приходится больше работать – в отличие от обычных, пластичных соединений.

Если говорить о тех сведениях, которые кодируют разные импульсы, то можно сказать, что пластичные синапсы, оглядываясь на активность «коллег», передают информацию в контексте происходящего. Но контекст нужен далеко не всегда, иногда информацию надо передавать, как она есть, вне зависимости от меняющихся условий. Если мы говорим о зрительной информации, то, к примеру, мы всегда отличим горизонтальную линию от вертикальной, и было бы очень неудобно, если бы наши представления о горизонтальности и вертикальности то слабели, то усиливались.

Для того, чтобы стабильные синапсы стали стабильными, всё равно нужен чувственный опыт. Эксперименты ставили с мышами, у которых постоянные синапсы на пирамидальных нейронах окончательно стабилизировались в течение нескольких недель после того, как у мыши открывались глаза. Но если мышь первые недели жизни проводила в темноте, то синапсы, которые должны быть стабильными, оставались пластичными до конца жизни. (Возможно, это приводит к каким-то особенностям в поведении, а возможно, мозг находит способ скомпенсировать ненужную синаптическую пластичность.) Вполне вероятно, что такие синапсы есть и в других зонах мозга, которые имеют дело с данными от других органов чувств.

[ArefievPV]

Кошки усваивают значение слов быстрее 14-месячных младенцев
https://neuronovosti.ru/koshki-usvaivayut-znachenie-slov-bystree-14-mesyachnyh-mladentsev/
Японские ученые посадили 31 домашнюю кошку перед ноутбуком и показали им две девятисекундные анимации, одновременно транслируя соответствующие картинке слова. Чтобы проверить, начали ли животные ассоциировать картинку со звуком, биологи «перепутали» слова на записи. Поведение кошек показало, что двух девятисекундных записей действительно достаточно питомцам для установления ассоциации. 14-месячным человеческим детям для этого требуются записи по 15 секунд и прослушивание их по семь раз. По словам авторов, животные могут понимать значения слов без подготовки и вознаграждения — точно также, как младенцы. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

Кошки живут рядом с человеком около 10 тысяч лет. Люди всегда пытались понять их особенности поведения. В последнее время ученые уделяют много внимания вербальному контакту человека и кошки. В частности, в 2019 году исследователи показали, что кошки «знают» свои имена и реагируют на них движением головы и ушей. А в 2022 году стало ясно, что животные умеют «сопоставлять» фотографии знакомых людей и кошек с их именами.

Японские ученые решили выяснить, действительно ли животные «запрограммированы» на понимание речи. Для этого они привлекли к эксперименту 31 домашнюю кошку. 23 из них жили в котокафе. Ученые провели для них адаптированный словесный тест, разработанный для младенцев в 1990-м году. Исследователи по очереди сажали каждую перед ноутбуком и показали ей две девятисекундные анимации, одновременно транслируя аудиозапись того, как произносятся слова, соответствующие картинке. Оба раза кошки слышали несуществующие слова: «керару», обозначающее сине-белого единорога, и «парумо», то есть красное солнце. Животные смотрели видео до тех пор, пока им не становилось скучно, о чем свидетельствовала потеря зрительного контакта с экраном на 50%.

Затем команда дала кошкам перерыв, а после него прогнала изображения на экране еще четыре раза. Во втором раунде был нюанс — половина картинок сопровождалась перепутанными словами. «Керару» воспроизводилось вместе с солнцем, а «парумо» — с единорогом.

Кошки заметили отличия в значении слов. Явно озадаченные, в среднем они проводили на 33% больше времени у экрана, когда чувствовали несоответствие картинки и текста. Это подтвердило, что животные научились ассоциировать оригинальные слова с изображениями.

«Некоторые кошки даже смотрели на экран с расширенными зрачками во время смены картинки. Было забавно наблюдать, насколько серьезно они относились к эксперименту», — добавила Сахо Такаги, соавтор исследования из Университета Азабу, Токио.

По словам ученых, подавляющее большинство кошек усвоили каждую ассоциацию слов и образов за два видео по девять секунд. Для сравнения, большинству 14-месячных человеческих младенцев требуется четыре урока по 15 секунд, в том числе прослушивание каждого слова не по четыре раза, а по семь.

Однако исследователи подчеркнули: результаты не означают, что люди усваивают слова медленнее кошек. Тест был адаптирован под животных, и кошки слышали трехсложные слова в особо четкой речи, в то время как младенцы слушают односложные слова, произносимые незнакомыми голосами с разными интонациями и дикцией. Несмотря на это, исследование подтвердило, что кошки усваивают словесные ассоциации без подготовки или вознаграждения — точно также, как младенцы изучают языки. В будущем команда планирует выяснить, как на эту способность повлияло одомашнивание животных.