В незнакомом городе туристу, который предпочитает самостоятельно изучать местные достопримечательности, не обойтись без карты. Чтобы человеку было проще ориентироваться, карта обычно разделена на клетки, помеченные буквами и цифрами, как шахматная доска. И снабжена пояснениями, в которых указано, например, что такой-то музей находится в квадрате B18. Найти нужный объект по заданным координатам легче и быстрее, чем изучать всю карту.

Такую же систему навигации, как выяснилось, использует и наш мозг. А «архив» с топографическими картами для ориентации в пространстве хранится в гиппокампе  — парной структуре, расположенной в височных отделах полушарий мозга.

По форме Гиппокамп похож на морского конька — именно так переводится с греческого его название. О важности гиппокампа можно судить по случаю, который вошел в историю медицины. В 1953 году американцу Генри Молисону, который страдал от эпилепсии, удалили большую часть обеих долей гиппокампа. Операция действительно избавила его от мучительных припадков, но лишила долговременной памяти. И, как показали тесты, заметно ограничила способность к пространственному мышлению. С аналогичными проблемами сталкиваются и другие пациенты, у которых гиппокамп поврежден в результате несчастного случая или болезни. Именно дезориентация часто является первым признаком начинающейся болезни Альцгеймера: человек теряется в городе, забывая дорогу домой.

«В мозге хранятся не только ментальные карты местности, — говорит норвежская исследовательница Мэй-Бритт Мозер, — но и информация о том, что происходило в этих местах». Хрестоматийный пример: если по пути с кухни в кладовку забываешь, что хотел там взять, то зачастую достаточно просто вернуться на кухню, чтобы все вспомнить.

Тайны пространственной памяти и ориентации Мэй-Бритт Мозер и ее муж Эдвард разгадывают еще со студенческих времен, когда в 1980-х они познакомились в Университете Осло. Сейчас супругам по 52 года, и на их счету уже несколько крупных научных прорывов. Одна из причин успеха — междисциплинарный подход. Мозеры не замыкаются на физиологии мозга, а интересуются физикой, математикой, программированием, статистикой, психологией и нейробиологией. В 1996-м они перебрались в норвежский Тронхейм, где в 2002 году основали Центр биологии памяти. В 2007-м он был преобразован в Институт системной неврологии Кавли. А они стали его директорами.

Мозеры изучают механизм пространственной ориентации на примере лабораторных крыс. Еще в 1971 году британский нейробиолог Джон О’Киф обнаружил в гиппокампе этих грызунов особые нейроны местоположения. Эти клетки посылают сигналы, когда крыса, перемещающаяся в пространстве, находит знакомые ориентиры. Но является ли именно гиппокамп источником этих сигналов? Или он лишь принимает и передает импульсы, которые генерируются в других отделах мозга?

Решить эту загадку Мэй-Бритт и Эдварду Мозерам удалось в начале 2000-х годов. Ученые установили, что главный центр переработки пространственной информации в мозге — не гиппокамп, а примыкающая сверху энторинальная кора, с которой он связан многочисленными проводящими нервными путями. Образно говоря, энторинальная кора — это процессор навигационной системы мозга, а гиппокамп — монитор, на который выводятся уже готовые ментальные карты.

Одно из главных Открытий Мозеры сделали в 2005 году, выявив в энторинальной коре мозга лабораторных крыс так называемые решетчатые нейроны. Нейрон местоположения в гиппокампе активизируется только в том случае, когда животное находится в одном-единственном месте, отмеченном на его ментальной карте. Например, рядом с кормушкой. А решетчатая нервная клетка в энторинальной коре посылает сигналы из многих точек, расположенных в определенной последовательности. Когда крыса бегает в большом вольере, точки активизации распределены по всему пространству. А в промежутках нейроны остаются неактивными.

Если отметить эти точки на листе бумаги, то они выстраиваются в определенном порядке: по горизонтали, в линии, через равные интервалы. Линии располагаются рядами, причем каждая вторая слегка сдвинута вперед — на расстояние, равное половине интервала между точками. При таком расположении три соседние точки образуют треугольник (см. схему на следующей странице). Но это только в идеале. В реальности возможны варианты.Читать дальше >>>