Удивительное открытие о зрении мышей может изменить наш взгляд на познание

Способность отличить фотографию чего-либо от самого предмета - эквивалентность изображения объекту, говоря научным языком - является полезным тестом для лучшего понимания зрительных и когнитивных функций других приматов, птиц и даже крыс.

Но как далеко простирается эта способность интерпретировать плоское изображение в животном мире?

Новое исследование показало, что мыши также могут обладать этой способностью, поскольку они продемонстрировали способность связывать двухмерное изображение объекта с реальным трехмерным объектом, используя гиппокамп в своем мозге так же, как это делают люди.

Это означает, что мыши могут научить нас гораздо большему о том, как работает наш собственный мозг, чем мы думали ранее. Это также дает нам возможность лучше понять, как работает эквивалентность изображения объекту в любом мозге, от грызунов до обезьян и человека.

"Наше исследование опровергает мнение о том, что перцептивные ограничения мышей делают их непригодными для моделирования человеческой памяти и визуальной обработки, и что распознавание на основе знакомства не зависит от гиппокампа", - говорит нейробиолог Роберт Стэкман из Атлантического университета Флориды.

"Наши результаты также являются убедительным подтверждением того, что функциональный гиппокамп мыши необходим для этой формы непространственной памяти зрительного распознавания и эквивалентности картинки и объекта".

Исследователи тестировали мышей, показывая им картинки (двухмерные версии) объекта - например, шахматной фигуры или небольшой стопки кирпичей Lego - в течение одной сессии, а затем заменяя эти картинки двумя трехмерными объектами: одним, который они ранее видели на фотографии, и одним, который был для них совершенно новым.

Почти во всех случаях мыши стремились исследовать совершенно новый 3D-объект, предполагая, что другой 3D-объект был чем-то, с чем они уже сталкивались раньше - хотя и в виде плоской картинки, а не чего-то трехмерного.

Было показано, что те же способности эквивалентности изображения и объекта присутствуют независимо от симметрии объекта, сходства, угла обзора, композиции и реалистичности изображения, и даже когда контролируются различия в низкоуровневых визуальных характеристиках (таких как цвет и яркость).

Ингибирование ключевой части гиппокампа в мозге мыши устранило эту способность различать 2D и 3D версии объектов, показав исследователям, что эта когнитивная способность работает аналогично тому, как она работает в нашем собственном мозге.

"Считается, что у приматов гиппокамп играет важную роль в декларативной или явной памяти, позволяя человеку воспроизводить "историю" ранее закодированного опыта", - говорит нейробиолог Сара Джей Коэн из Атлантического университета Флориды.

Мы предполагаем, что эта "история" позволяет человеку узнавать предметы, выученные в виде картинок, когда они впоследствии представлены в трехмерной форме". Вероятно, гиппокамп мыши кодирует и закрепляет изучение картинок как "историю" этого опыта или события в определенном контексте как форму эксплицитной памяти".

Уже известно, что мыши способны распознавать то, что они видели раньше, но эта способность различать фотографии и реальные объекты ставит их на другой уровень когнитивной обработки.

Хотя трудно сказать, о чем именно думают мыши - пока они не научатся говорить и не расскажут нам сами, - исследователи предполагают, что эти животные действительно способны отделять изображения объектов от реальных вещей.

Поскольку гиппокамп так важен для формирования и управления воспоминаниями, кажется, что мыши могут быть гораздо полезнее для ученых в их исследованиях визуального распознавания и обработки информации, чем считалось ранее.

"В совокупности наши результаты убедительно доказывают, что мышь может служить эффективным модельным организмом для изучения сложных аспектов зрительного восприятия и распознавания млекопитающих более высокого порядка", - говорит Стэкман.

Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.