Орієнтація на місцевості часом буває завданням важким без будь-яких помічників. Як мінімум, без навігатора в наших смартфонах. Однак вчені в новому дослідженні роблять висновок, що наш мозок набагато майстерніше може справлятися з цим завданням, завдяки «вбудованому» нейронному компасу. Працює вельми цікаво.
Дослідження провели вчені з Бірмінгемського університету та Мюнхенського університету Людвіга-Максиміліана.
«Ми б описали нейронний компас як сигнал мозку, який надсилається в безліч різних його ділянок, що беруть участь у навігації», – розповів автор дослідження доктор Бенджамін Дж. Гріффітс з Університету Бірмінгема.
Він додає: «Сигнал мозку інформує ці області про те, де ми перебуваємо в навколишньому середовищі, і це допомагає оновлювати наші навігаційні цілі в міру нашого переміщення в просторі. Це говорить нам про те, що ми повертаємо приблизно за 50-100 мілісекунд до того, як ми дійсно це робимо. Наприклад, коли ми повертаємо на розі вулиці, сигнал нейронного компаса повідомляє про це областям мозку, які допомагають нам орієнтуватися на повороті, що дає нам змогу оновити наш напрямок (наприклад, рухатися новою вулицею)».
Без такого «компаса» у людей, найімовірніше, «істотно погіршиться здатність орієнтування»: «Ми не будемо повністю безнадійні, але нам буде дуже важко дістатися з точки А в точку Б».
Для дослідження доктор Гріффітс і його колеги набрали 52 здорових учасники для серії експериментів з відстеження рухів, активність їхнього мозку записувалася спеціальним пристроєм.
Для експерименту використовували електроенцефалографію (ЕЕГ) – метод реєстрації електричної активності мозку, який передбачає розміщення електродів уздовж шкіри голови.
Усі завдання спонукали учасників рухати головою, а іноді просто очима. Дослідники змогли ідентифікувати точно налаштований сигнал напрямку компаса, який можна було виявити безпосередньо перед фізичними змінами положення голови учасників.
«Ми виявили, що компас «завжди увімкнений», але сигнали, як правило, найсильніші безпосередньо перед нашим рухом. Можливо, це попередження іншим ділянкам мозку про майбутню зміну напрямку», – зазначив доктор Гріффітс.
До цього дослідження вчені не були до кінця впевнені в тому, як людям вдавалося орієнтуватися і переміщатися в навколишньому середовищі: «Попередні дослідження на гризунах і птахах виявили нейронний компас, подібний до того, який ми спостерігали. Але люди набагато більш візуальні, ніж ці види (тобто ми схильні більше досліджувати світ очима). Наші результати показують, що в нас справді є компас, який схожий на той, що є у гризунів та птахів, але ми також трохи доповнюємо це своїми очима».
Результати мають значення для розуміння таких захворювань, як хвороба Паркінсона та Альцгеймера, за яких часто порушуються навігація та орієнтація. У майбутній роботі дослідники планують вивчити, як мозок переміщається в часі, щоб з’ясувати, чи відповідає подібна діяльність за пам’ять. Нове дослідження опубліковано в журналі Nature Human Behavior.