Крысы не поверили в виртуальную реальность

Если бы вы были крысой, живущей в полностью виртуальном мире вроде Матрицы, могли бы вы об этом узнать? Может быть и нет, однако ученые считают, что ваш мозг смог бы наверняка. Последние исследования показали, что определенные клетки мозга крыс работают по-разному, в зависимости от того, находятся животные в виртуальной реальности или в реальном мире.

Нейроны, о которых идет речь, известны как пространственные клетки; они откликаются на изменение расположения тела и находятся в гиппокампе — части мозга, ответственной за пространственную ориентацию и память. Когда вы выходите из дома, эти клетки срабатывают, напоминая, что через два шага от двери будет какой-то куст. Они срабатывают снова, когда вы возвращаетесь домой и проходите рядом с кустом, хотя вы движетесь в обратном направлении. Ученые давно подозревали, что эти клетки помогают мозгу генерировать карту мира вокруг нас. Но как клетки узнают о том, что попали в какое-то место впервые?

Прежние исследования показали, что эти клетки полагаются на три разных вида информации. Во-первых, они анализируют «визуальные сигналы», то есть то, что вы видите вокруг. Во-вторых, они анализируют так называемые «сигналы самодвижения». Эти сигналы поступают от того, как ваше тело движется в пространстве и являются причиной того, что вы можете найти выход из комнаты с выключенным светом. Последний тип информации — это «проксимальные сигналы», которые улавливают данные о вашем окружении. Запах булочной по дороге на работу, звуки улиц, забитых машинами, узор на траве в парке — все это проксимальные сигналы.

В реальном мире очень сложно подделать работу каждого из этих сигналов. Но в среде виртуальной реальности ученые могут их контролировать. В эксперименте участвовали крысы, сидящие на шаре, вокруг которого менялись фильмоподобные изображения, создавая впечатление, будто крысы сидят на беговой дорожке. Их чувство пространства полагалось на визуальные сигналы от проекций и сигналов самодвижения, однако у них не было проксимальных сигналов типа звука и запаха.

Когда Маянк Мета, нейробиолог из Калифорнийского университета, сравнил активность клеток, бегущих по реальной дорожке, с активностью клеток крыс, бегущих по виртуальной реальности, он обнаружил несколько забавных закономерностей. В реальном мире около 45 % пространственных клеток крыс активировались на одном из участков дорожки. В виртуальной реальности — только 22 %. «Половина нейронов просто замолкли», — говорит ученый.

Более того, пространственные клетки, похоже, имели совершенно другое отношение к пространству в виртуальной реальности, нежели в реальной. Помните, ваши пространственные клетки активируются, когда вы находитесь в двух шагах от входа в ваш дом? В реальных условиях крысиная версия этих нейронов будет активироваться в двух шагах после старта, а после — когда крыса вернется к той же точке. Однако в виртуальной реальности происходит что-то странное. Вместо того, чтобы активироваться второй раз во время возвращения крысы к исходной точке, клетки активируются, когда крыса находится в двух шагах от противоположного конца дорожки. С таким же успехом ваши клетки могли активироваться один раз, когда вы выходите из дома, и второй — когда вы подходите к автомобилю. Вместо расположения крысы в абсолютном пространстве клетки учитывают ее относительное положение на беговой дорожке. Мета назвал это «дисто-кодом» и отметил, что в реальном мире такого не бывает никогда.

Мета подозревает, что эти различия в активности пространственных клеток связаны с отсутствием в виртуальной реальности проксимальных сигналов. Он полагает, что нейроны, которые отключаются в виртуальной реальности, представляют собой те, которые ответственны за восприятие запаха, звука, текстур с последующим превращением в информацию о том, где находится крыса. Учитывая то, что, когда эти сигналы исчезают, когнитивная карта крысы меняет ориентацию с абсолютного положения на относительное, проксимальные сигналы могут быть ключевым компонентом, который отвечает за ментальную карту в реальном мире.

«Пока наличествуют проксимальные сигналы, у них есть сила вето. Они не позволяют срабатывать дисто-коду».

Лорен Франк, невролог из Сан-Франциско, не принимавший участие в эксперименте, впечатлен экспериментом Меты и выводами последнего относительно гибкости системы картографии гиппокампа. Но он предупреждает, что сила проксимальных сигналов относительно визуальных может сильно отличаться у крыс и людей.

«У нас есть тенденции полагать, что другие организмы воспринимают мир так же, как мы», — говорит он. — «Но в отличие от людей, крысы чертовски плохо видят». Вместо этого они полагаются на осязание и обоняние. А значит, исключение проксимальных сигналов может повлиять на них в большей степени, нежели на людей.

Даниель Домбек, нейробиолог из Северо-Западного университета в Эванстоне, также не связанный с экспериментом, соглашается с тем, что новое исследование «любопытное». Он также выказывает предположение, что интерес к моделированию виртуального мира для крыс будет только расти.

В человеческом же мире мы больше ждем появления первых плодов дополненной реальности.