Топография трех сосен. Какие внутренние механизмы помогают нам ориентироваться во времени и пространстве

Топография трех сосен. Какие внутренние механизмы помогают нам ориентироваться во времени и пространстве

Как работает наша внутренняя «система GPS».

Все живые существа умеют находить дороги даже на самых запутанных маршрутах — птицы безошибочно определяют путь в теплые края и обратно, звери в лесу не плутают и так далее. При этом каждый вид пользуется своими «встроенными программами» — от чувствительности к магнитным полям до острого обоняния. Увы, люди такими уникальными способностями не обладают. Как же работает наша внутренняя «система GPS», разбирается "Народная газета".

Башковитость от природы

Система навигации животных, как правило, основывается на какой-то одной их сильной стороне. В частности, летучие мыши полагаются на эхолокацию, которой им вполне достаточно (а попробуйте вы так ювелирно передвигаться в темноте). Точно такие же примеры можно приводить и в отношении других представителей животного мира, в том числе насекомых. Но человек — существо гораздо более высокоорганизованное, его передвижения преследуют самые разнообразные цели — от простых прогулок на местности до горячего желания совершать географические открытия. При этом у нас нет никаких суперспособностей, так что приходится задействовать, образно выражаясь, все извилины сразу.

Впервые мысль о том, что в мозге есть сложная система, отвечающая за ориентацию в пространстве и времени (причем эти категории тесно взаимосвязаны), высказал еще Иммануил Кант. Однако в то время ученый не нашел поддержки у коллег. Исследованиями мозга даже не пахло, а по поводу того, что мы целенаправленно куда-то идем, существовал вполне простой алгоритм: человек что-то видит и в ответ на сенсорный раздражитель начинают двигаться руки и ноги. Как говорится, примитивно, но доступно. Вполне в стиле XVIII века.

ывап.JPG
Сам себе картограф

В 1950-х годах идея немецкого философа заинтересовала американского психолога Эдварда Толмена, который, проведя серию экспериментов на крысах, сформулировал концепцию когнитивных карт (после изучения окружающего пространства в мозге формируется алгоритм, помогающий выбрать оптимальный маршрут). В 1970-х годах специалисты Университетского колледжа Лондона открыли клетки места, активирующиеся в знакомой обстановке, а также определили роль гиппокампа. Со временем были обнаружены и другие элементы внутренней системы ориентации: клетки направления (определяют наклон головы и работают фактически как компас), краевые клетки (отмечают расположение границ территории), а также различные клетки со смешанной активностью, такие как нейроны решетки, участвующие в создании специальной клеточной координатной сети. Грубо говоря, летучие мыши со своей эхолокацией могут отдыхать — человек хоть и не умеет пищать на ультразвуке, зато даже для элементарных передвижений в магазин за хлебом создает в голове подробные карты местности. Правда, сам об этом не подозревает.

ывапа.JPG
Обратная перемотка

В 2014 году, спустя три века после того, как Кант высказал свою крамольную мысль, Нобелевская премия в области физиологии и медицины была присуждена за открытие системы «внутренней GPS» головного мозга. При этом процесс изучения феномена идет семимильными шагами.

Около 10 лет назад ученые обнаружили клетки времени, помогающие мозгу записывать порядок совершаемых действий в эпизодическую память. При этом выяснилось, что работа навигационной ­системы напоминает перемотку пленки: например, когда вы идете на работу, мозг ­прокручивает в памяти стандартный маршрут в одном направлении, на пути с работы — в обратной последовательности.

Все, что выпадает из сценария, включая запахи и звуки, тут же вносится в реестр как дополнительный ориентир. По сути, именно взаимодействие клеток времени и клеток места с постоянным переключением вперед-назад и является нашей навигационной системой.

Простой пример того, как это работает, можно увидеть, когда вы куда-то идете с определенной целью и вдруг обнаруживаете, что забыли зачем. Выручает, казалось бы, лишенное смысла действие — нужно развернуться и пройти назад (в квартире советуют возвратиться в комнату, откуда вы пришли). И ведь помогает! Просто карта глючит, а затем перенастраивается.

Считается, что решающими факторами восприятия времени для теплокровных животных являются размер организма и сердечный ритм. Например, у кошек сердце бьется чаще, чем у людей, поэтому события для них идут быстрее. А у слонов пульс равняется в среднем 25 ударам в минуту, оттого (если судить с нашей точки зрения) их время ну о-о-очень медленно движется. Может, потому они никуда особо и не спешат?

Оперативные и актуальные новости Гродно и области в нашем Telegram-канале. Подписывайтесь по ссылке!
Редакция газеты «Гродненская правда»