Нейробиологи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре выяснили , как орбитофронтальная кора и дорсальный гиппокамп головного мозга взаимодействуют, когда человек сталкивается с неоднозначными ситуациями. Результаты исследования вышли в журнале Current Biology.
Старший автор работы Рон Кейфлин считает, что умение мозга анализировать обстановку определяет саму природу человеческого познания. Благодаря этому люди не похожи на роботов и не реагируют на любой раздражитель одинаково, а могут подстраивать поведение под ситуацию.
Механизм, который помогает оценивать обстановку и действовать соответственно, учёные объясняют на простом примере. Когда звонит телефон, человек решает, брать трубку или нет, опираясь на множество факторов: где он находится, кто может звонить, который сейчас час. За анализ этих условий, как выяснили исследователи, и отвечают два вышеупомянутых участка мозга.
Орбитофронтальная кора располагается над глазами и помогает принимать решения, оценивать пользу действий и строить планы. Дорсальный гиппокамп находится в глубине и отвечает за то, как человек ориентируется в пространстве и что запоминает. Вместе эти области выстраивают “когнитивную карту” – мысленный образ того, как связаны между собой причины и следствия в окружающем мире.
Чтобы разобраться, как работают эти участки мозга, учёные поставили эксперимент с крысами. Животные слышали звуковые сигналы в двух разных условиях: в ярко освещённой и тёмной комнатах. Каждый звук что-то означал в зависимости от обстановки – например, один сигнал сулил награду (сахарную воду) только на свету, а другой – только в темноте.
Со временем крысы научились понимать, что означает каждый звук в разных условиях. Они показывали это, облизывая чашку с наградой, когда ждали угощение в правильной обстановке. С помощью методов хемогенетики исследователи могли временно отключать определённые участки мозга, пока животные выполняли задание.
Когда учёные деактивировали орбитофронтальную кору, крысы переставали понимать, в каких условиях и при каких обстоятельствах ждать очередную порцию лакомства, и не могли правильно действовать. Интересно, что отключение дорсального гиппокампа почти не мешало выполнять уже знакомые задачи, хотя этот участок считается важным для памяти и ориентации в пространстве.
Зато дорсальный гиппокамп оказался необходим, чтобы усваивать новые связи между обстановкой и значением сигналов. Кейфлин сравнивает это с тем, как люди воспринимают сложную математическую лекцию: новичок почти ничего не поймёт и не запомнит, а человек с хорошей подготовкой легко усвоит материал.
Получается, после того как в мозге крыс сформировалась “когнитивная карта” таких связей, они гораздо быстрее осваивали новые. Если раньше на обучение уходило больше четырёх месяцев, то теперь хватало нескольких дней. При этом, стоило отключить любой из изучаемых участков мозга, животные уже не могли опираться на прошлый опыт.
Исследование подтвердило: орбитофронтальная кора нужна, чтобы применять знания об обстановке прямо сейчас, а дорсальный гиппокамп позволяет быстро схватывать новые закономерности. Эти области мозга хорошо дополняют друг друга, когда мы учимся и принимаем решения.
По словам Кейфлина, психологи и педагоги давно знают, как сильно прошлый опыт влияет на обучение, но исследователи часто не учитывают этот факт. Если разобраться, как именно мозг использует накопленные знания, можно будет лучше выстраивать обучение и помогать людям, которым трудно запоминать информацию.
Открытие учёных также приближает нас к пониманию того, почему возникают тревожные расстройства и проблемы с принятием решений. Особенно важно изучать, как мозг быстро учится и улавливает связь между обстановкой и смыслом происходящего – ведь именно так человек обычно получает новый опыт.