Учени откриват скрития в човешкия мозък компас, който ни води по пътя ни

Нашите мозъци носят скрит компас.

Изследователи са използвали фМРТ и задачи за навигация във виртуална реалност с 15 участници, за да покажат, че два мозъчни региона, ретросплениалният кортекс (кора) и горният париетален лобул (малък лоб), проследяват посоката на лице в различни среди и задачи.

Проучването на Университета на Пенсилвания е публикувано в JNeurosci.

Констатациите предлагат нови доказателства за това, което невролозите наричат неврален компас – система, която поддържа стабилно чувство за ориентация, докато се движи по света. Макар че е известно, че гризачите имат специализирани "клетки за посока на главата", които постигат това, потвърждаването на подобен механизъм при хората отдавна е убягвало на учените.

За да запълнят тази празнина авторите на новото проучване са разработили виртуален експеримент за шофиране на такси. Участниците са навигирали в дигитални градски пейзажи, проектирани във виртуална реалност, докато мозъчната им активност е била наблюдавана във функционален ЯМР скенер - инструмент, който проследява мозъчната активност чрез измерване на промените в кръвния поток. Задачата изисква от тях да вземат и доставят пътници до определени дестинации, имитирайки динамичните изисквания на навигацията в реалния свят.

Анализът на сканиранията разкрива, че активността в две мозъчни области, ретросплениялния комплекс и горния париетален лобул, е била настроена към посоката, в която са били обърнати участниците. Важно е, че този сигнал за посоката се е запазил дори когато визуалните детайли на града са се променили, когато участниците са се преместили в различни части на града и когато са превключвали между фазите на задачата.

С други думи, невронният компас изглежда едновременно стабилен и гъвкав, поддържайки ориентацията си в променящи се контексти. По-нататъшни анализи показват, че тези региони изчисляват посоката спрямо оста север-юг на града, вместо да разчитат единствено на визуални ориентири или непосредствената околност.

"Загубата на чувство за посока е нещо, което може да се случи при невродегенеративни заболявания, така че продължаващото изследване на функцията на тези два мозъчни региона може да помогне за ранното откриване или наблюдение на прогресията на тези заболявания. Също така се интересуваме от това как хората се ориентират, използвайки както визуални, така и вътрешни сигнали – това би било свързано с предизвикателствата, пред които са изправени хората с нарушено зрение", обяснява водещият автор Ръсел Епщайн (Russell Epstein), професор по психология в Пенсилвания.

Проучването помага за разрешаването на дългогодишен проблем в човешката невронаука. Предишни експерименти с изображения често са използвали опростени задачи, като например оценяване на завъртяни обекти на екран, което може да не е успяло да улови пълната динамика на естествената навигация. Чрез комбиниране на генерирана виртуална реалност с усъвършенствани модели за кодиране, екипът на Пенсилвания успява да проследи как мозъкът реагира по време на активно движение в реалистична среда.

Вестибуларни кортекси, участващи в пространственото познание, илюстрирани при футболист: HD клетка, клетка за посока на главата; HPC, хипокампус; MST, медиална горна темпорална област; ParaHPC, парахипокампална кора; Parietal Ant, париетална предна кора; PIVC, парието-инсуларна вестибуларна кора; RSP, ретросплениална кора; VIP, вентрална интрапариетална област; 7a, 39, 40 област на Бродман. Кредит: Hitier M, Besnard S and Smith PF. Hitier M, Besnard S and Smith PF (2014) Vestibular pathways involved in cognition. Front. Integr. Neurosci. 8:59. doi: 10.3389/fnint.2014.00059

Все пак и това изследване има ограничения. Размерът на извадката е малък, само с 15 участници, а навигацията се е осъществявала в дигитален, а не във физически свят. Въпреки че виртуалните среди осигуряват експериментален контрол, те може да не уловят всеки сензорен вход, на който хората разчитат, когато се движат през реални градове. Авторите отбелязват, че бъдещи проучвания биха могли да интегрират проследяване на движението или добавена реалност, за да разширят тези открития в реални условия.

Откриването на невронен компас при хората отваря врати към множество насоки на изследване. Разбирането на това как тези мозъчни региони интегрират визуални и вестибуларни сигнали може да информира за асистивни технологии за хора със слепота или пространствена дезориентация. То би могло също така да осигури биомаркери за заболявания като болестта на Алцхаймер , при която пациентите често се губят дори в позната среда.

Работата подчертава как мозъкът балансира гъвкавостта с постоянството. Нашата среда се променя постоянно, от ден на нощ или от лято на зима, но въпреки това ние поддържаме последователно чувство за посока. Идентифицирането на ретросплениалния комплекс и горния париетален лобул като ключови възли на тази система дава на изследователите по-подробна карта на навигационните вериги на мозъка.

Засега откритията потвърждават това, което невролозите отдавна подозират, но трудно успяват да докажат: че хората, подобно на другите животни, носят вътрешен компас. Той не е магнитен, а неврален, вграден в мозъчните ни вериги и настроен към геометрията на света около нас.

Справка: A neural compass in the human brain during naturalistic virtual navigation Zhengang Lu, Joshua B. Julian, Geoffrey K. Aguirre and Russell A. Epstein Journal of Neuroscience 18 August 2025, e1765242025; https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1765-24.2025 

Източник: Identifying a compass in the human brain, Society for Neuroscience

Още по темата

09/10/2023

Животът

Звезди и вътрешни компаси водят молците и птиците според изследователи

15/07/2020

Животът

Откриха в кучетата "вътрешен компас" (видео)

27/02/2023

Животът

Всяко животно има молекулярен механизъм, за да усеща магнитни полета

27/02/2018

Човекът

Губите се лесно? Къде е вътрешният ви компас?