Особый тип клеток мозга помогает мышам учиться искать скрытую награду

Учёные наблюдали за активностью отдельных нейронов гиппокампа — области мозга, связанной с памятью и ориентацией, — пока мыши перемещались по виртуальному пространству. С помощью двухфотонной кальциевой визуализации, метода, который позволяет по изменениям кальция отслеживать работу живых клеток, они разделили нейроны на две группы: одни были привязаны к определённым местам, а другие — к расстоянию до зоны с наградой. Затем исследователи несколько раз переносили эту скрытую зону и смотрели, какие клетки перестраиваются вместе с новой целью.

Оказалось, что оба типа клеток быстро сменялись, но клетки, связанные с наградой, сохранялись дольше клеток места — и в течение одного дня, и между днями. При этом две группы в основном оставались раздельными: перестановка награды не превращала обычные клетки места в клетки цели. Это подсказывает, что мозг поддерживает как минимум два частично независимых слоя навигации — карту пространства и отдельную систему, которая помогает добираться до значимой цели.

Чтобы проверить, что именно управляет этой системой, учёные воздействовали на VIP-интернейроны — клетки, которые регулируют активность соседних нейронов. Они временно подавляли или, наоборот, активировали их с помощью оптогенетики, то есть управления клетками светом после введения светочувствительного белка. При таком вмешательстве менялось число клеток, кодирующих награду, и успешность выполнения задачи, но число клеток места и точность пространственной карты оставались прежними. Значит, VIP-клетки могут избирательно настраивать обучение, ориентированное на цель, не перестраивая всю систему пространственной навигации.