Ученые нашли у крыс два разных типа памяти
Фотография: Wikimedia Commons
Группа ученых из Индианского университета в Блумингтоне в США продемонстрировали, что крысы обладают двумя независимыми системами кратковременной памяти — пространственной и обонятельной. Результаты исследований были опубликованы в журнале Current Biology.
Биологи решили проверить гипотезу о способности крыс запоминать одновременно обонятельную и визуальную информации. Если за это отвечают две независимые подсистемы кратковременной памяти, то крыса сможет эффективно запоминать запахи и находить правильный путь в пространстве, выполняя эти задачи поочередно.
Однако если обонятельная и визуальная память принадлежат одной и той же системе, то способность запоминать оба типа информации окажется ограниченной — подобно тому, как человек не может удержать в кратковременной памяти ряд из более чем десяти чисел.
В ходе экспериментов ученые обучали крыс двум задачам. Первая заключалась в том, что крысу знакомили с одним запахом, а после добавляли к нему второй. Крыса должна была выбирать из двух запахов тот, что был для нее новым. Второй задачей был поиск пищи в восьмилучевом радиальном лабиринте. Еда помещалась в конце каждого луча, при этом четыре луча были закрыты. Крыса сначала находила пищу в открытых ходах лабиринта, при этом повторный заход в один и тот же луч считался ошибкой. В конце испытания открывались оставшиеся четыре хода, и крыса должна была безошибочно найти в них еду.
Для создания условий, когда на рабочую память крысы приходилась двойная нагрузка со стороны визуальной и обонятельной информации, обе задачи были скомбинированы в разных порядках. Эксперимент по изучения влияния визуальной информации на обонятельную память осуществлялся через следующую последовательность событий. Сначала крысу обучали распознавать новый запах, затем ее обучали находить пищу. После этого оценивали ее способность находить новый запах по памяти. Во втором эксперименте очередность различных типов обучения менялась, и теперь ученые оценивали влияние обонятельной памяти на способность ориентироваться в лабиринте.
Результаты экспериментов показали, что крысы хорошо отличали новый запах от старого, даже после обучения задаче с лабиринтом. Вероятность правильно определить новый запах составляла около 0,9 — такая же, как и у контрольных крыс, которые обучались только определению запахов. Аналогично, вероятность правильного выполнения задачи с лабиринтом при дополнительном обонятельном обучении также не отличалась от крыс, которых обучали только поиску пищи, и составляла 0,8. Таким образом, исследование продемонстрировало, что визуальная и обонятельная рабочая память у крыс являются независимыми друг от друга.
Кратковременная память отвечает за способность живых существ «держать в уме» небольшие количество информации, которые необходимы для выполнения кратковременных действий. Кроме нее существует еще долговременная память, способная удерживать информацию неограниченное время, а также рабочая память, отвечающая за обработку данных в мозге. Все три системы памяти обладают подсистемами, каждая из которых соответствует информации, поступающей от определенных органов чувств.
Источник
У крыс есть память
Способность воспроизводить воспоминания из эпизодической памяти есть не только у людей. Как выяснила команда американских ученых, статья которых опубликована в журнале Current Biology, на это способны и крысы. Авторам исследования удалось создать точную модель такого воспроизведения, включающую все аспекты: от запоминания последовательности и задействования долговременной памяти до работы гиппокампа.
В эпизодической памяти хранится информация о конкретных событиях в их контекст е: когда что-то произошло, где оно произошло, а также о том, что именно произошло. Обычно ее противопоставляют семантической памяти, которая хранит обобщенные знания о мире. Примером воспоминания, хранящегося в эпизодической памяти, может быть информация о том, где стоит тарелка с только что купленными бананами; в семантической же памяти хранится информация о форме и цвете банана.
Разумеется, эпизодическая память действует не только как хранилище воспоминаний о событиях, но и как инструмент использования этих воспоминаний в жизни — посредством воспроизведения хранящейся в эпизодической памяти информации. Например, если вас попросят рассказать какую-либо историю из своей жизни, вам необходимо будет воспроизвести всю информацию из эпизодической памяти в хронологическом порядке, детализируя ее настолько, насколько позволяет ее объем.
Способность воспроизводить воспоминания из эпизодической памяти до сих пор была найдена только у людей. Команда ученых из Индианского университета в Блумингтоне под руководством Джонатона Кристала (Jonathon D. Crystal) занялась поиском такой способность у крыс. Известно, что крысы умеют хранить информацию об отдельных событиях; для того, чтобы выяснить, могут ли они ее воспроизводить, ученые обозначили пять критериев эффективного воспроизведения:
1) Животное должно помнить порядок событий;
2) Воспроизведение должно полагаться на эпизодическую память, а не на какую-либо другую;
3) Воспроизведение должно полагаться на работу долговременной памяти;
4) Информация из других видов памяти не должна мешать воспроизведению;
5) Работа используемой эпизодической памяти должна полагаться на гиппокамп.
Гиппокамп считается «командным центром» памяти, в частности — эпизодической: эта мозговая структура участвует в процессе удерживания информации (кратковременная память) и ее дальнейшей консолидации (перехода в долговременную память). Кроме того, гиппокамп также принимает участие в процессе извлечения воспоминаний: этот процесс происходит за счет работы той же нейрон ной сети, что и процесс формирования воспоминаний, но использует еще один отдел — субикулум.
Ученые разработали эксперимент, в которых научили крыс (всего их было 13) запоминать порядок предоставляемой информации и затем извлекать отдельные фрагменты: крысам представляли несколько различных ароматизаторов в пробирке и обучили их выбирать второй или четвертый запах с конца для получения угощения. Во время оценки работы их памяти крыс знакомили с новыми запахами, а затем давали две пробирки: в одной из них содержался второй (или четвертый) запах с конца из линейки представленных, а в другой — запах, следующий другим по порядку (например, пятым или седьмым с конца). При выборе правильного запаха крыса получала угощение. Крысы правильно выбирали пробирку с запахом примерно в 90 процентах случаев.
Парадигма эксперимента на способность запоминания
Crystal et al. / Current Biology 2018
Чтобы убедиться, что воспроизведение воспоминаний включает эпизодическую память, а также задействует работу долговременной памяти, ученые увеличили время между представлением пробирок с 20 до 40 секунд, а между представлением пробирок и оценкой памяти до одного часа. Крысы находили необходимые пробирки примерно так же эффективно: с точностью в 90 процентов для второго с конца запаха и 80 процентов — для четвертого с конца запаха.
Парадигма эксперимента на работу долговременной и эпизодической памяти
Crystal et al. / Current Biology 2018
После этого ученые проверили, могут ли крысы эффективно воспроизводить информацию из эпизодической памяти, если между процессом запоминания и воспроизводства предоставить им какую-либо новую информацию. Для этого ученые провели два эксперимента, перед которыми обучили крыс выбирать для получения угощения новый запах. В процессе обучения крысам сначала представляли пробирку с одним запахом, добавляли к нему новую пробирку, давая угощение за выбор ее, а затем меняли первую пробирку на новую — и уже она представляла крысам возможность получить угощение. Ученые таким образом проследили за тем, будет ли промежуточное (между знакомством с запахами и выбором нужного) задание на выбор нового запаха мешать крысам воспроизводить воспоминания. Оказалось, что крысы так же эффективно выбирают второй и четвертый с конца запах, причем даже в том случае, если выбор стоит между выигрышным запахом из представленного списка и тем, который был выигрышным во время промежуточного задания.
Парадигма эксперимента с использованием промежуточного задания
Crystal et al. / Current Biology 2018
С помощью экспериментов ученым удалось проследить все аспекты эффективного воспроизведения воспоминаний из эпизодической памяти. Работу гиппокампа ученые оценили с помощью временной супрессии его работы с помощью введения искусственного рецептор а-ингибитора, селективно активируемого только с помощью искусственных препаратов (DREADD). После введения этих рецептор ов нейрон ы гиппокампа модифицированных крыс отвечали либо на активатор — искусственную сигнальную молекулу клозапин-N-оксида, либо его метаболит-ингибитор. Крысы эффективно распознавали запахи и выбирали новый между новым и старым как при введении активатора, так и при введении ингибитора, но не могли эффективно воспроизвести информацию (выбрать второй и третий с конца запах) после введения клозапина-N-оксида.
Вероятность правильного распознавания (в долях, по вертикали) в экспериментах (A) и при введении препаратов (B)
Crystal et al. / Current Biology 2018
Ученым, таким образом, удалось создать очень точную модель воспроизведения воспоминаний из эпизодической памяти на крысах. С одной стороны, это указывает на то, что способность такого воспроизводства — эволюционно очень древняя. С другой стороны, проведенное исследование предоставляет возможность в дальнейшем использовать крыс в качестве модельных животных для работы эпизодической памяти у людей: как для изучения ее работы, так и для поиска эффективных способов предупреждения и лечения, например, деменции и болезни Альцгеймера.
Еще один важный факт о работе памяти крыс — это наличие у них так называемой «метапамяти», то есть способности понимать, как функционирует их собственная память. Такую способность крыс прошлым летом обнаружили американские ученые.
Источник
У крыс нашли признаки человеческого сознания
Нейробиологи Индианского университета в США доказали, что животные, которые не относятся к обезьянам, способны к высшей нервной деятельности, характерной для человека. Так, показано, что крысы могут вспоминать прошлые события в хронологическом порядке. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.
В ходе исследования были использованы 13 крыс, которые проходили обучение по запоминанию списка из 12 различных запахов. Грызунов помещали в специальную камеру и награждали, когда они узнавали ароматы, начиная со второго или четвертого.
После обучения животные выполнили ряд тестов, в каждом из которых число запахов изменяли, чтобы подтвердить, что животные запомнили их положение в списке. Таким образом было доказано, что крысы могли мысленно воспроизвести весь список целиком. В среднем животные успешно прошли 87 процентов испытаний, что подтвердило наличие у них эпизодической памяти, которая содержит информацию о событиях, расположенных в определенном порядке.
Показано, что этот тип памяти у грызунов характеризуется долговременностью и устойчивостью. По словам ученых, это позволит создавать удобных для исследований генетически модифицированных животных, страдающих от неврологических нарушений, аналогичных расстройствам у человека — например, болезни Альцгеймера.
Источник
Новости Барнаула
Опросы
Спецпроекты
Прямой эфир
Грызут железо, видят сны и влюбляются: 22 удивительных факта о способностях крыс
Люди недооценивают крыс, возможно за тобой следят / Фото: Caionline.org
В Индии есть храм Крыс – Карни Мата. Там обитает несколько десятков тысяч крыс
4 апреля отмечается необычный праздник – Всемирный день крысы. У многих людей эти животные вызывают отторжение. Другие же относятся к зверькам с настоящей симпатией и даже восхищением, а потому и придумали праздник, чтобы объединить всех любителей крыс. Кстати, эти животные действительно обладают уникальными способностями, которые делают их очень похожими на людей. Например, как и люди, крысы дерутся до последнего, когда речь заходит о выживании или сохранении потомства, учатся на собственных ошибках, даже влюбляются и видят сны. Недавно ученые доказали, что помимо писка крысы общаются между собой с помощью ультразвуковых сигналов, которых, как выяснилось, насчитывается десятки тысяч, что говорит о богатом словарном запасе этих животных. А еще крысы способны сочувствовать. Впечатлились? А вот еще 22 удивительных факта о способностях крыс:
Крысы, как вид, появились задолго до человека.
Крысы – существа очень социальные, они никогда не живут в одиночку.
Крысы отлично плавают и умеют нырять.
При необходимости за день крыса может преодолеть расстояние до полусотни километров.
Крысы постоянно общаются друг с другом посредством ультразвука.
Сердце крысы бьется с частотой в триста-пятьсот ударов в минуту.
По примерным оценкам, крыс на Земле вдвое больше, чем людей.
Зубы у крыс растут в течение всей жизни.
У крыс отлично развито обоняние, что позволяет им чуять даже минимальные концентрации яда в еде.
Крысы подвержены стрессу и психическим потрясениям до такой степени, что они могут стать для них смертельными.
Крысы могут бояться щекотки и умеют смеяться, когда их щекочут.
Крысы, как и люди, видят сны.
Необъяснимый факт – крысы чуют опасность и массово покидают опасные зоны.
У крыс очень хорошо развита память. Лабораторные крысы с завязанными глазами по памяти успешно преодолевают ранее пройденные лабиринты.
Крысы в состоянии прогрызать дыры в бетоне и железе.
Крысы умеют приспосабливаться к самым сложным условиям существования, их можно найти даже на заброшенных научно-исследовательских станциях в Антарктиде.
В некоторых странах крыс употребляют в пищу.
Крысы никогда не объедаются – у них отлично развито чувство насыщения.
За год самка крысы способна родить до сотни крысят.
Стая диких крыс вполне способна нападать на добычу, превосходящую их по размерам в десятки раз, например, на собак.
Крысы умеют прыгать на высоту до двух метров.
Крысы способны обходиться без воды дольше, чем верблюды.
Источник