Гиппокамп и неопределенность

Однако оказалось, что в периоды воспроизведения прошлого опыта в гиппокампе в электрической активности могут отражаться не только реальные траектории, но и возможные. Но зачем это нужно? Возможно, дело не только в памяти, но и в прогнозировании? Возникло предположение, что гиппокамп также участвует в оценке неопределенности обстановки (Frank et al., 2026).

Здесь нужно объяснить подробнее, приведу аналогию. Если сегодня пошел дождь, хотя прогноз его не обещал, это неопределенность как непредсказуемость (сюрприз). Это неопределенность конкретного события, которую мы можем оценить после того, оно произошло. Но мы можем также оценивать общую изменчивость погоды в данной местности или в данный сезон. Это неопределенность, как энтропия, и она может быть оценена на основе предшествующего опыта.

Если мозг может динамически оценивать энтропию среды в текущем контексте, это позволяет ему оценить надежность своих предсказаний о мире. И регулировать баланс между опорой на свои прогнозы и доверием к поступающим сенсорным сигналам.

Исследователи предложили простую зрительную задачу. Испытуемым предъявляется изображение эталона – геометрической фигуры определенного цвета. Для каждой пробы четыре варианта ответов. Нужно выбрать фигуру, совпадающую с эталоном. Такая задача не дает нагрузки на память, требует минимальных движений и в рамках блока предъявлений позволяет независимо управлять характеристиками энтропии и сюрприза.

Участниками исследования были пациенты с эпилепсией, которых готовили к операции. Это позволило прямо зарегистрировать активность нейронов в гиппокампе и двух участках зрительной коры. Затылочной коре, связанной с начальной обработкой зрительных стимулов, и областью веретенообразной извилины, задействованной на более продвинутом этапе обработки.

Оказалось, что комплекс острая волна и рябь в гиппокампе в ситуации высокой энтропии увеличивается по частоте и длительности, влияя на обработку последующих зрительных стимулов: подавляет гамма-активность в затылочной коре, а в веретенообразной извилине — ускоряет и усиливает последующий гамма-ответ на неожиданные стимулы.

Похоже, что гиппокамп оценивает текущую неопределенность среды и эта оценка влияет на дальнейшую обработку сенсорных стимулов. Возможно, увеличивая или уменьшая уверенность в сенсорных предсказаниях.

P.S. Если вы почувствовали атмосферу предсказательного кодирования, вам не показалось. Среди авторов Карл Фристон.

Frank D., Moratti S., Hellerstedt R., Sarnthein J. et al., (2026). Human hippocampal ripples tune cortical responses based on predicted uncertainty. Nature Neuroscience, 1-12.

#uncertainty #hippocampus