Ученые нашли доказательства врожденной способности мозга отсчитывать время

Исследователи из Мичиганского университета допустили, что головной мозг изначально обладает врожденной структурой для отсчета времени. Результаты соответствующей научной работы опубликованы в журнале «Nature Communications».

Нейробиологи уже давно фиксируют в префронтальной коре и гиппокампе активность специфических нейронов, отвечающих за восприятие времени, которые включаются по очереди, подобно секундной стрелке. До настоящего момента в научной среде велись споры о том, является ли эта способность следствием накопленного опыта или же представляет собой базовую настройку биологической системы.

Для проверки гипотезы авторы работы создали математическую модель нейросети, в которой агента обучали методом проб и наград находить самый длинный сигнал из трех предложенных. Выяснилось, что сети с исходно верными параметрами самостоятельно порождали временные последовательности еще до начала тренировок, тогда как случайные настройки не давали результата даже после длительного обучения.

При этом внутренние параметры правильно настроенной сети практически не менялись, а процесс обучения затрагивал только входы и выходы. Когда специалисты увеличили паузу в задаче в три раза, временные ряды растянулись и перестроились, что полностью совпадает с поведением нейронов у подопытных мышей. Гипотезу о врожденных сигналах подтверждают и эксперименты с органоидами: в выращенном в лаборатории миниатюрном мозге упорядоченные импульсы возникали вообще без сенсорного опыта.

Ученые отмечают, что математическая модель пока не доказывает устройство мозга напрямую, поэтому для окончательных выводов потребуются непосредственные замеры активности нейронов. Если предположение подтвердится, наука получит описание механизма, связывающего работу клеток с памятью, планированием и чувством времени.