
Нейрофизиологи
из Университета Джонса Хопкинса обнаружили, что при обработке информации об уже
знакомых местах, которые по каким-либо характеристикам отличаются от ранее
виденного, разные участки гиппокампа крыс работают одновременно в двух
режимах.  В одном участке нейроны «воссоздают»
паттерн по знакомым деталям, активируя старое воспоминание об этом месте. А в
другом – нервные клетки формируют новое воспоминание, как если бы крыса видела
это место впервые. Работа опубликована в журнале Neuron.
Ученые
имплантировали электроды в гиппокамп крыс. После чего запускали животных в круговые
лабиринты. На протяжении всего маршрута были рассыпаны шоколадные крошки, что
позволяло заставить крыс пройти лабиринт полностью. Всего использовалось четыре  разных лабиринта – с полом, сделанным из
наждачной бумаги, коврового покрытия, клейкой ленты и резины. По бокам
лабиринта располагался черный занавес с пришитыми к нему различными предметами.
После 10 дней тренировок крысы сформировали когнитивные карты лабиринта, что
было подтверждено специфическими паттернами активности нейронов места.
На следующем
этапе эксперимента ученые стали приводить лабиринт в движение. Пол лабиринта стал
двигаться против часовой стрелки, а занавес – против часовой. Целью этих
манипуляций было «запутать» нейроны крыс. С одной стороны – это вроде бы был
тот же самый лабиринт, а с другой – положение пришитых к занавесу вещей
изменялось, так же как и их положение относительно кучек шоколадных крошек. Как
объяснил ведущий автор исследования, это в некотором смысле «напоминает ситуацию, когда мы
встречаем одноклассника, которого не видели уже 20 лет, и понимаем, что этот
располневший и с длинными седыми волосами мужчина все равно тот же самый,
только изрядно изменившийся паренек».
Выяснилось,
что в таких  условиях разные участки
гиппокампа (подкорковой структуры мозга, отвечающей за память) выполняют
одновременно две разные задачи. В области зубчатой извилины и примыкающей к ней
зоны CA3 (cornu Ammonis – аммониев рог)
происходит процесс так называемой сепарации паттернов (pattern separation), который позволяет
отличить одно воспоминание, от множества других, уже хранящихся в памяти. Этот
процесс активируется чаще всего в том случае, если мозгу «кажется», что он видит
это место впервые. 
Параллельно
в другой части зоны CA3 начинается процесс «воссоздания» паттерна (pattern completion), в ходе которого
по отрывочным и неполным сенсорным данным активируется след памяти об этом уже
ранее виденном месте. Иными словами, несмотря на несовпадения ряда признаков,
мозг «понимает», что это все то же, хотя и несколько изменившееся место.
Это открытие еще предстоит отдельно интерпретировать
(хотя уже сейчас можно предположить, что какой-либо сбой в этом механизме
параллельной активации может вести, например, к эффекту déjà vu). Однако наиболее важным результатом может стать
пересмотр ряда представлений о работе гиппокампа. Ранее нейрофизиологи считали,
что зоны, отвечающие за разделение и воссоздание паттернов конкурируют между
собой. Первая всегда воспринимает любые комбинации стимулов как новые, а вторая
– как альтернативный вариант уже виденного. Соответственно, либо создается
новый след в памяти, либо активируется ранее созданный, а новая энграмма
формируется лишь как подвариант «уже виденного». Соответственно, активация
одной зоны как бы «выключает» другую. Теперь получается, что гиппокамп работает
более сложным образом – как многоуровневая система, где параллельно идут два
процесса, а затем в зоне CA3 принимается окончательное решение какой из них
выбрать. 
