Ученые из Мичиганского университета допустили, что мозг обладает врожденной структурой для отсчета времени. Исследование опубликовано в журнале «Nature Communications».
Нейробиологи давно фиксируют в гиппокампе и префронтальной коре работу «клеток времени». Эти нейроны активируются по очереди, подобно секундной стрелке. До сих пор шли споры: является ли эта способность результатом накопленного опыта или базовой настройкой биологической системы.
Авторы работы построили математическую модель нейросети. Агента обучали методу проб и наград для поиска самого длинного сигнала из трех предложенных. Сети с исходно верными параметрами сами порождали временные последовательности еще до тренировок. Случайные настройки не давали результата даже после долгого обучения.
Внутренние параметры «правильно» настроенной сети почти не менялись. Обучение затрагивало лишь входы и выходы. Когда ученые утроили паузу в задаче, временные ряды растянулись и перестроились. Это совпадает с тем, как ведут себя нейроны у подопытных мышей.
Гипотезу о врожденных сигналах подтверждают и опыты с органоидами. В миниатюрном мозге, выращенном в лаборатории, упорядоченные импульсы возникали без сенсорного опыта.
Математическая модель пока не доказывает устройство мозга напрямую. Для выводов нужны прямые замеры активности нейронов. Если гипотеза подтвердится, наука получит механизм, связывающий работу клеток с чувством времени, памятью и планированием.
Читать по теме: Ученые сняли вопрос, может ли взрослый мозг человека создавать новые нервные клетки.