Способность черношапочных синиц запоминать, где они спрятали еду, помогает им пережить бесплодные зимы.
Каждую осень черношапочные синицы собирают тысячи семян, насекомых и других лакомств, чтобы помочь им пережить суровые зимы Северной Америки. Но как эти маленькие птички, названные в честь характерного звука «ди-ди-ди», помнят, где они спрятали всю эту еду?
Согласно новому исследованию, опубликованному на прошлой неделе в журнале, мозг синиц создает воспоминания, похожие на штрих-коды, каждый раз, когда они кладут еду. Клетка. Результаты могут дать новое представление о том, как люди и другие млекопитающие создают и хранят воспоминания, сообщают исследователи.
«Когда вы формируете воспоминания о конкретном событии, ваш мозг может генерировать случайную метку, которую он использует для хранения информации, связанной с этим событием, аналогично тому, как магазин записывает информацию, связанную с каждым продуктом, который нужно получить, когда этикетка сканируется», — говорит соавтор исследования Сельмаан Четтих, нейробиолог из Колумбийского университета, ХранительНикола Дэвис.
Исследователям давно известно о впечатляющей памяти черношапочной синицы. Но до сих пор они не понимали, что происходит в мозгу птиц, что позволяет им осуществлять каталогизацию продуктов питания.
Чтобы ответить на этот вопрос, ученые построили крытую арену размером с птицу со 128 местами, где можно было спрятать еду. Затем они вставили зонды в мозг пяти синиц, чтобы записать их электрическую активность. Они поместили птиц на арену и использовали моторизованные кормушки, чтобы обеспечить их подсолнухами. Исследователи также сняли видео на шесть камер и создали программу искусственного интеллекта для отслеживания движений и положения тела птиц.
Синицы хранят еду
Как и ожидалось, птицы спрятали семена по всей арене. Каждый раз, когда синица прятала еду в тайнике, ее гиппокамп — часть мозга, отвечающая за обучение и память, — на короткое время светился уникальным узором, похожим на штрих-код на товаре в магазине. Когда птица вернулась на это место, чтобы забрать семя, исследователи наблюдали ту же картину в ее мозгу.
«Каждый кэш — это четко определенный, явный и легко наблюдаемый момент времени, в течение которого формируется новая память», — говорит соавтор исследования Дмитрий Аронов, также нейробиолог из Колумбийского университета. Популярная наукаЭто Лаура Байсас. «Сосредоточив внимание на этих особых моментах времени, мы смогли выявить закономерности активности, связанной с памятью, которые раньше не замечались».
Удивительно, но этот мозговой механизм, похожий на штрих-код, возник независимо от активности нейронов гиппокампа, называемых клетками места, которые записывают воспоминания, связанные с определенными местами. Прошлые исследования показали, что летучие мыши, крысы, обезьяны и другие животные используют клетки места для создания когнитивных карт пространств, которые можно использовать в эпизодической памяти или способности запоминать жизненный опыт.
«В этой области предполагалось, что эпизодическая память должна иметь какое-то отношение к изменениям в клетках места», — говорит Аронов в своем заявлении. «Мы обнаружили, что клетки места на самом деле не меняются, когда птицы формируют новые воспоминания. Вместо этого во время кэширования пищи существуют дополнительные модели активности, помимо тех, которые наблюдаются у клеток места».
Команда также заметила, что нейроны синиц срабатывают по определенному шаблону «начального кода» в зависимости от того, содержит ли место тайника семя или нет.
Изучение взаимоотношений между тремя системами — штрих-кодами, ячейками места и исходными кодами — может дать еще более ценные подсказки о таинственных основах формирования памяти.
«Понимание того, как они взаимодействуют, вероятно, расскажет нам гораздо больше о том, как работает память», — говорит Томас МакХью, нейробиолог из японского Центра исследований мозга RIKEN, который не участвовал в написании новой статьи. Наука НовостиДжейк Бюлер.
В дальнейшем исследователи надеются выяснить, активируются ли штрих-коды, когда птица просто думает о том, чтобы достать еду из определенного тайника, прежде чем предпринимать какие-либо действия. Им также интересно узнать, используют ли другие животные, в том числе люди, подобную тактику при формировании эпизодических воспоминаний.
