Истинный творец всего. Как человеческий мозг сформировал вселенную в том виде, в котором мы ее воспринимаем

Рис. 7.3. Межмозговая кортикальная синхронизация (МКС) при выполнении приматами общей задачи. A: Локализация кортикальных имплантатов у трех обезьян (C, J и K). Беспроводная многоточечная многоканальная регистрация активности ансамблей нейронов проводилась в первичной (M₁) и дорсальной премоторной коре (PMd) в обоих полушариях. B

: Две обезьяны (Пассажир и Наблюдатель) находились в помещении размером 5,0x3,9 м. В каждом опыте Пассажир двигался от исходной точки к стационарному автомату с виноградом. Представлены пять вариантов перемещения инвалидного кресла. C: Активность ансамблей нейронов в двух репрезентативных опытах. Каждая горизонтальная линия соответствует одному нейрону. Отдельные потенциалы действия нейронов представлены в виде белых вертикальных черточек. Эпизоды межмозговой синхронизации коры обезьян C (Наблюдатель) и K (Пассажир) обведены вертикальными эллипсами на левом рисунке. D: Количественная оценка МКС для экспериментов, показанных на рисунке C

. Мгновенные значения дистанционной корреляции рассчитывались с тем же скользящим окном 3 с, как серые отметки на рисунке C. Пики корреляций обозначены стрелками. E: Перемещения инвалидного кресла в тех же опытах, как в C

и D. Tseng P. et al. Interbrain Cortical Synchronization Encodes Multiple Aspects of Social Interactions in Monkey Pairs. Scientific Reports 8, no. 1, March 2018: 4699.

Поначалу мы думали, что такие одновременные возмущения нейронов происходят по причине того, что два животных подвергаются одним и тем же сенсорным стимулам, таким как зрительное восприятие комнаты, присутствующее в их мозге в одно и то же время. Однако выяснилось, что все было намного интереснее этого тривиального объяснения. Дальнейший анализ показал, что нейроны в участках моторной коры мозга двух обезьян возбуждались одновременно, поскольку моторная кора обоих животных одновременно рассчитывала пару векторов скорости, необходимую для перемещения инвалидного кресла Пассажира к месту выдачи винограда. В случае Пассажира этот расчет был вполне ожидаемым, поскольку обезьяна занималась перемещением кресла. Но и мозг Наблюдателя, выполнявшего пассивную роль, также рассчитывал, что нужно было сделать с его точки зрения, чтобы переместить инвалидное кресло в правильное место: в частности, некоторые нейроны его моторной коры тщательно отслеживали перемещения кресла к цели, поскольку достижение цели обеспечивало Наблюдателю порцию сока! Очевидно, что мозг двух обезьян настроился на выработку необычных моторных сигналов одного и того же типа – векторов угловой скорости и скорости переноса для перемещения инвалидного кресла, что требовалось обоим для получения желанного вознаграждения.

Проанализировав данные еще подробнее, По-Хе обнаружил, что синхронизация нейронов моторной коры в мозге двух обезьян усиливалась, когда обезьяны, игравшие роли Пассажира и Наблюдателя, приближались друг к другу, особенно если расстояние между ними сокращалось примерно до одного метра. Это означало, что синхронная активность нейронов, зарегистрированная в моторной коре двух животных, коррелировала с расстоянием между Пассажиром и Наблюдателем в процессе их взаимодействия. Дальнейший анализ показал, что это усиление кортикальной синхронизации происходило тогда, когда доминантная обезьяна из пары играла роль Пассажира, а обезьяна более низкого ранга была Наблюдателем. При смене ролей, когда доминантная обезьяна становилась Наблюдателем, а нижестоящая обезьяна получала роль Пассажира, подобного усиления кортикальной синхронизации не происходило, или оно не было таким значительным. Внезапно мы осознали, что уровень межмозговой кортикальной синхронизации мог указывать на относительное социальное положение обезьян, задействованных в нашем эксперименте.

Достаточно интересно, что расстояние между участниками, при котором мы наблюдали максимальную межмозговую синхронизацию (около метра), приблизительно равно пределу досягаемости руки макаки-резуса. Это означает, что на таком расстоянии обезьяна может использовать руки для груминга или нападения на другого представителя группы. Это дополнительно подтверждает, что усиление межмозговой синхронизации при приближении доминантной обезьяны в роли Пассажира к нижестоящей обезьяне дает важный ключ к пониманию их социальных взаимоотношений.