Гіпокамп виявився не потрібен для орієнтування по карті

Американські вчені дійшли висновку, що гіпокамп не бере безпосередньої участі в просторовій навігації, що не вимагає формування довгострокових спогадів. За цю функцію виявилися відповідальні тісно пов'язані з ним структури медіальної скроневої частки мозку. Результати роботи опубліковані в журналі.

Гіпокамп - парна підкіркова структура, розташована біля приматів у медіальній скроневій частці мозку. Згідно з результатами досліджень на людях однією з його основних функцій є консолідація пам'яті - формування довгострокових спогадів з короткочасної (робочої) пам'яті. Експерименти на тваринах вказали також на те, що цей відділ мозку необхідний для орієнтування в просторі. Це виглядає цілком логічним, оскільки одним з видів пам'яті є просторова пам'ять.

Так, наприклад, було показано, що гіпокамп активується при вивченні реальної обстановки шляхом перегляду фільму про неї, але проявляє набагато меншу активність при вивченні подій, що відбуваються в цій обстановці. Крім того, вчені з'ясували, що він активується сильніше при самостійному пересуванні в знайомому місті у віртуальній реальності, ніж при слідуванні зазначеному маршруту в тому ж місті, а також що просторове орієнтування в нещодавно вивченій місцевості порушується при пошкодженнях цієї мозкової структури. Всі ці завдання передбачають або формування, або вилучення довгострокових спогадів. Однак роль гіпокампа в просторовій навігації, що вимагає тільки короткочасної пам'яті залишалася неуточненою.

Щоб з'ясувати це, співробітники Каліфорнійського університету, Системи охорони здоров'я Управління у справах ветеранів Сан-Дієго з колегами запросили для участі в експерименті п'ять пацієнтів з ушкодженнями мозку, обмеженими гіпокампом, одного - з великим двостороннім ураженням медіальної скроневої частки (зачіпає гіпокамп, енторинальну, височнополярну, периринальну і парагіпокампальну кору) і 13 здорових добровольців. З ними провели два експерименти на квадратному майданчику з дев'яти (три на три) точок.

Під час першого експерименту учасники повинні були прямувати з вихідної точки в кінцеву за маршрутами, вказаними на різних картах, які вони тримали в руках. І в приміщенні, і на карті було відзначено північ; добровольці починали шлях, стоячи обличчям до нього і постійно тримаючи карту північчю від себе. У другому експерименті початкова і кінцева точки розташовувалися по сусідству, і учасники починали шлях, стоячи обличчям поперемінно до всіх чотирьох сторін світла (тобто кожен раз їм треба було повернутися в потрібному напрямку і зробити один рух). Оскільки карта постійно була перед очима, довгострокову пам'ять у роботі не задіяли.

З'ясувалося, що кількість помилок у людей з пошкодженнями гіпокампа і в контрольній групі значимо не розрізнялася в ході обох експериментів. Доброволець з великою поразкою медіальної скроневої частки досяг схожих успіхів тільки в другому експерименті, стоячи обличчям на північ, захід або схід. Коли він стояв обличчям на південь (найбільш складному для орієнтування напрямку, при якому карта і майданчик розташовувалися протилежно один одному), а також в ході першого експерименту цей учасник помилявся в середньому більш ніж у півтора рази частіше, ніж інші.

Крім того, в ході першого експерименту відсоток помилок при пошкодженні гіпокампа і у здорових людей був приблизно однаковим на кожному кроці шляху. При ураженні медіальної скроневої частки кількість помилок на кожному кроці була непостійною. Після проведення експериментів складності зі спогадами про них виникли у всіх шести учасників з ушкодженнями мозку.

Отримані результати підтвердили ключову роль гіпокампа в консолідації пам'яті, проте показали, що він не бере участь у безпосередній просторовій орієнтації, що не вимагає довгострокових спогадів.

Відповідно до сучасних уявлень за орієнтування в просторі відповідають певні групи нервових клітин: нейрони решітки, місця, швидкості, напрямки голови і кордону. У щурів нейрони місця були виявлені в самому гіпокампі, де вони формують когнітивну карту місцевості, а інші типи «нейронів орієнтування» - в енторинальній корі та інших частинах гіпокампової формації. Таким чином, результати описуваного експерименту підтверджують, що більшість таких нейронів, особливо відповідають за навігацію без участі довгострокової пам'яті, розташовані за переділами гіпокампу, але в тісно пов'язаних з ним мозкових структурах.

За відкриття нейронів місця і решітки Джон О'Кіф, Едвард і Мей-Брітт Мозери в 2014 році удостоїлися Нобелівської премії в галузі фізіології та медицини.