Жизнь имеет сложный темп. Иногда она движется быстрее или медленнее, чем нам хотелось бы, тем не менее мы приспосабливаемся: подхватываем ритм разговоров, не отстаем от толпы, идущей по городскому тротуару. Зачастую человеку приходится выполнять одно и то же действие, но в разном темпе. Возникает вопрос, как мозг справляется с этой задачей. Ученые из Лаборатории в Колд Спринг Харбор обнаружили ключ к разгадке, который позволяет предположить, что мозг изменяет восприятие времени в соответствии с нашими потребностями.
Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature Neuroscience, стало возможным в том числе благодаря шумному животному из Коста-Рики под названием поющая мышь Олстона. Эта особая порода известна своими слышимыми человеком вокализами, которые длятся несколько секунд. Одна мышь поет тоскливую песню, другая отвечает ей своей мелодией. Примечательно, что песня различается по длительности и скорости. Ученые попытались определить, как нейронные связи в мозге мышей управляют темпом их песен.
Исследователи притворялись, что поют дуэтом с мышами, анализируя область их мозга, называемую орофациальной моторной корой (OMC). Ученые записывали активность нейронов животных в течение нескольких недель, затем они искали различия между песнями с разной продолжительностью и темпом.
Было обнаружено, что нейроны OMC участвуют в процессе, называемом временным масштабированием. Вместо того чтобы кодировать абсолютное время, как часы, нейроны отслеживают что-то вроде относительного времени – они фактически замедляют или ускоряют интервал. Таким образом, это не одна или две секунды, а 10%, 20%.
Это открытие дает новое представление о том, как мозг генерирует вокальную коммуникацию. Ученые подозревают, что результаты работы выходят за рамки языка или музыки. Они могут помочь объяснить, как время исчисляется в других частях мозга, позволяя нам соответствующим образом корректировать различные виды поведения, что может рассказать больше о том, как работает удивительно сложный мозг.
«Это небольшая по размеру субстанция, которая позволяет вам делать все – от чтения книг до отправки людей на Луну. Мозг обеспечивает гибкость. Мы можем меняться на ходу. Мы адаптируемся. Мы учимся. Если бы все было по принципу "стимул – реакция", без возможности обучения, без изменений, долгосрочных целей, нам бы не нужен был мозг. Мы считаем, что кора головного мозга существует для того, чтобы придать поведению гибкость», – пояснили ученые.
Другими словами, кора мозга помогает сделать нас такими, какие мы есть. Данное открытие может приблизить науку к пониманию того, как мозг позволяет нам взаимодействовать с миром. Возможные последствия для технологий, образования и терапии безграничны, как и наше воображение.
[Фото: Banerjee lab/Cold Spring Harbor Laboratory]
