Некоторые воспоминания, которые кажутся полностью забытыми, на самом деле могут продолжать существовать в мозге в скрытом состоянии и восстанавливаться при появлении подходящего напоминания. К такому выводу пришли швейцарские ученые, исследовавшие работу памяти у плодовых мух, сообщает The Independent.

Исследователи отмечают, что память далеко не всегда работает безошибочно: одни события со временем действительно стираются, тогда как другие могут временно становиться недоступными для воспроизведения.

Авторы работы подчеркивают, что нейронные механизмы, отвечающие как за восстановление реальных воспоминаний, так и за появление ложных, до сих пор изучены недостаточно.

Забытое воспоминание удалось вернуть

В ходе эксперимента ученые обучили плодовых мух связывать определенный запах с легкими электрическими разрядами. Сразу после обучения насекомые избегали этого запаха, однако спустя 24 часа такая реакция исчезала.

На первый взгляд это означало, что память о неприятном опыте была утрачена. Однако, когда исследователи воссоздали условия первоначального обучения и снова предъявили мухам тот же запах, поведение изменилось: насекомые вновь начали его избегать.

При этом одного запаха оказалось недостаточно. Для восстановления реакции необходимо было также воспроизвести исходную текстуру и освещение камеры, в которой проходило обучение.

Изучив активность мозга мух, ученые обнаружили, что первоначальный нейронный паттерн, связанный с воспоминанием, со временем исчезал. Однако в других группах нейронов сохранялся так называемый «молчаливый след» памяти.

По словам исследователей, такой след можно вновь активировать при помощи подходящего напоминания, после чего первоначальная реакция восстанавливается.

Контекст оказался ключевым фактором

Эксперимент показал, что доступ к скрытой памяти во многом зависит от контекста. Если условия напоминания совпадали с обстановкой первоначального обучения, вероятность восстановления воспоминания возрастала.

Это позволяет предположить, что забывание не всегда означает полное исчезновение информации. В некоторых случаях мозг может сохранять ее в недоступной форме, а подходящие внешние сигналы способны вернуть воспоминание.

Исследователи обнаружили и механизм ложной памяти

Во время другого эксперимента ученые выяснили, что похожий процесс может приводить к искажению воспоминаний.

Мухам предъявляли другой запах, который не сопровождался электрическим разрядом и изначально не был связан с опасностью. Однако позднее, когда этот безобидный запах использовали как напоминание, насекомые начинали избегать уже его.

По мнению авторов исследования, неправильное или измененное напоминание может вмешиваться в процесс восстановления памяти и приводить к формированию ложного воспоминания.

Ученые также установили, что нейронные пути, задействованные при восстановлении настоящей памяти, отличаются от цепей, связанных с ложными воспоминаниями. Это может означать, что мозг плодовых мух обрабатывает подлинные и искаженные воспоминания с помощью разных механизмов.

При этом исследователи предостерегают от прямого переноса результатов на человека. Память плодовых мух значительно проще человеческой, однако эксперимент демонстрирует общий принцип: сохраненная информация может зависеть от контекста, а забытое воспоминание иногда способно возвращаться благодаря процессу реконструкции.

Источник: The Independent

Ученые впервые использовали искусственный интеллект для создания новых вирусных геномов, которые после лабораторного синтеза оказались способными заражать бактерии и размножаться. Об эксперименте сообщает The New York Times.

Исследование провели специалисты Стэнфордского университета и Института Арка. Для работы они использовали модель искусственного интеллекта Evo, которая, в отличие от обычных языковых моделей, обучалась не на текстах, а на генетических последовательностях.

В общей сложности система проанализировала около девяти триллионов нуклеотидов из геномов животных, растений, микроорганизмов и вирусов.

Принцип работы такой модели отчасти напоминает обучение на человеческом языке. ДНК состоит из последовательностей четырех молекулярных «букв» — A, C, G и T, порядок которых содержит биологические инструкции. Исследователи хотели выяснить, сможет ли искусственный интеллект самостоятельно выявить закономерности, определяющие работу генетических последовательностей.

После того как Evo научилась распознавать структуру отдельных генов, ученые решили усложнить задачу и предложили модели создавать уже целые вирусные геномы.

Для эксперимента выбрали хорошо изученный бактериофаг

В качестве первого объекта исследователи использовали бактериофаг Phi X-174 — вирус, заражающий бактерию E. coli. Он давно и хорошо изучен, что позволяло ученым сравнивать созданные ИИ варианты с природным образцом.

«Это казалось очевидным следующим шагом», — рассказал один из авторов исследования, аспирант Стэнфордского университета Сэмюэл Кинг.

Модель дополнительно обучили на 11 генах Phi X-174 и примерно 15 тысячах родственных вирусов. После этого Evo предложила около 700 тысяч потенциальных вариантов генома.

Из них исследователи отобрали наиболее перспективные последовательности. ДНК 285 вариантов синтезировали в лаборатории, после чего ввели в бактериальные клетки.

Жизнеспособными оказались 16 вариантов

Большинство созданных ИИ геномов не смогли сформировать работающие вирусы. Однако в ходе эксперимента ученые обнаружили характерные прозрачные участки в бактериальных культурах — признак того, что вирусы успешно размножаются и уничтожают клетки бактерий.

В результате жизнеспособными оказались 16 геномов, предложенных Evo.

По словам авторов исследования, некоторые созданные искусственным интеллектом вирусы размножались даже быстрее природного Phi X-174.

При этом ученые подчеркивают, что полученные образцы не предназначены для заражения людей и не представляют для них непосредственной угрозы. Evo не обучали на генетических данных вирусов человека, а из обучающей выборки также исключили близкие вирусы, способные заражать животных, растения и грибы.

Технология может найти применение в медицине

Исследователи считают, что подобные системы в перспективе могут использоваться в биотехнологиях и медицине.

Вирусы уже применяются как средства доставки генетического материала в клетки, в частности при разработке некоторых методов генной терапии. Если подход окажется эффективным и для других типов вирусов, искусственный интеллект потенциально сможет ускорить создание новых биологических инструментов для лечения заболеваний и проведения исследований.

Одновременно эксперимент вновь поставил вопрос о рисках использования ИИ в биологии.

Эксперт Центра здравоохранения Джонса Хопкинса Мориц Ханке считает, что развитие подобных технологий идет быстрее, чем формирование систем контроля и мер безопасности.

По данным The New York Times, государственные нормы постепенно начинают учитывать угрозы, связанные с особо опасными биологическими исследованиями. Однако создание новых геномов компьютерными моделями пока не во всех случаях подпадает под существующие ограничения.

Одной из ключевых проблем остается оценка потенциальной опасности совершенно новых вирусов, которых ранее не существовало в природе. По мнению экспертов, именно разработка надежных критериев такого контроля станет одной из важнейших задач по мере дальнейшего развития ИИ в биотехнологиях.

Источник: The New York Times

Шестимесячные младенцы могут особенно остро реагировать на изображения пауков, даже если никогда не сталкивались с ними в реальной жизни. К такому выводу пришли ученые из Института Макса Планка, Венского и Уппсальского университетов.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Frontiers in Psychology.

Во время эксперимента детям показывали фотографии пауков и цветов, подобранные таким образом, чтобы они были сопоставимы по размеру и цветовой гамме. За реакцией малышей следили с помощью специального оборудования, фиксировавшего изменения размера зрачков.

Оказалось, что при виде пауков зрачки младенцев расширялись сильнее, чем при просмотре изображений цветов. Такое расширение обычно связывают с повышенной активностью нервной системы и усиленным вниманием.

Чтобы исключить влияние родителей, взрослые во время эксперимента находились рядом, но не могли видеть изображения, которые показывали детям.

Со змеями результат оказался сложнее

Отдельно ученые проверяли реакцию младенцев на изображения змей и рыб.

На первом этапе четкой разницы обнаружить не удалось. Однако в повторном эксперименте, когда разным группам детей показывали только один тип животных, реакция стала заметнее: при виде змей зрачки расширялись сильнее, чем при просмотре рыб.

Одна из авторов исследования Стефани Хель предполагает, что мозг младенцев может быть с рождения более чувствительным к определенным визуальным формам, которые на протяжении эволюции могли представлять потенциальную угрозу.

При этом ученые подчеркивают: повышенное внимание к паукам и змеям не означает, что дети рождаются с готовым страхом перед ними.

Скорее речь идет о предрасположенности быстрее замечать такие объекты и, возможно, легче формировать страх в дальнейшем, если этому будет способствовать опыт.

Ученые спорят о причинах реакции

Не все исследователи согласны с такой интерпретацией.

По мнению исследователя Вольфганга Денцера, более сильное расширение зрачков может объясняться не страхом, а визуальной сложностью изображения. Например, форма паука с множеством ног может требовать от мозга больше внимания, чем сравнительно простое изображение цветка.

Есть и исследования, которые ставят под сомнение идею врожденной боязни опасных животных. Наблюдения за детьми в возрасте от полутора до трех лет показывали, что при встрече с живыми пауками или змеями малыши нередко проявляют любопытство и пытаются приблизиться, а не отойти подальше.

Авторы работы также отмечают, что настоящие фобии пауков или змей встречаются лишь у небольшой доли людей.

Поэтому результаты эксперимента скорее говорят не о врожденном страхе, а об особой чувствительности человеческого мозга к определенным формам с самого раннего возраста. Сам страх, если он возникает, вероятно, формируется позднее под влиянием опыта и окружения.

Источник:  Frontiers in Psychology