Картинка стоит тысячи слов, особенно когда она вызывает воспоминания о изображенном объекте, например, фотография из отпуска. Двухмерные визуальные стимулы, такие как изображения, увиденные в печатных СМИ, на телевидении или в Интернете, часто являются способом, с помощью которого люди приобретают знания об объектах реального мира. В таких форматах 2D-стимулы действуют как символы реального физического объекта.

Способность воспринимать, что двухмерное изображение объекта соответствует его трехмерной физической форме или «эквивалентность изображения объекта», является когнитивной функцией, которая считается исключительной для видов более высокого порядка, таких как приматы и некоторые виды птиц. Было высказано предположение, что это «репрезентативное понимание» может быть за гранью возможностей грызунов или создавать серьезные проблемы при планировании эксперимента.

Исследование, проведенное учеными из Флоридского Атлантического университета, ставит под сомнение эту теорию и предоставляет самые первые поведенческие доказательства того, что лабораторные мыши способны к восприятию объектов на высоком уровне. Они подтвердили, что мыши воспринимают неотъемлемую разницу между изображением объекта и самим реальным трехмерным объектом.

Используя модифицированную задачу распознавания объектов, исследователи показали мышам фотографии (двухмерные стимулы) объекта во время пробного сеанса. На следующий день мышам представили новый объект, а так же объект, просмотренный накануне на фотографии.

Интересно, что результаты исследования, опубликованные в Scientific Reports (https://www.nature.com/articles/s41598-022-07782-4), показали, что мыши в подавляющем большинстве предпочитают исследовать новый объект, а не уже знакомый по фотографиям объект. Это первое в своем роде доказательство показывает, что мыши могут успешно выполнять когнитивную задачу эквивалентности изображения объекту, напоминающую те, которые используются для проверки зрительной памяти у детей. Важно отметить, что эти результаты показывают, что после кодирования 2D-визуальных стимулов мыши использовали когнитивные процессы более высокого порядка, чтобы связать 3D-объект с воспоминанием о 2D-референте.

Результаты также показывают, что гиппокамп мыши (первичная структура системы памяти медиальной височной доли мозга), как и у людей, вносит значительный вклад в репрезентативное или транзитивное умозаключение, необходимое для эквивалентности изображения объекту. Кроме того, они обнаружили, что память изображений, необходимая для такого вывода более высокого порядка, зависит от активности нейронов в области СА1 дорсального гиппокампа.

«Наше исследование ставит под сомнение мнение о том, что ограничения восприятия мышей делают их непригодными для моделирования человеческой памяти и визуальной обработки, и что распознавание на основе знакомства не зависит от гиппокампа», — сказал Роберт В. Стакман-младший, доктор философии, старший автор исследования. «Наши результаты также убедительно подтверждают, что функциональный гиппокамп мыши необходим для этой формы непространственной памяти визуального распознавания и эквивалентности изображения-объекта».

Если мыши проводили достаточное количество времени (более 30 секунд) за просмотром изображений объекта, они впоследствии могли различать «знакомый» трехмерный физический объект и новый трехмерный физический объект, даже когда контролировались низкоуровневые зрительные стратегии. Эта возможность эквивалентности изображения и объекта возникала независимо от симметрии объекта, сходства, угла обзора, композиции и реализма изображения. Даже когда контролируются низкоуровневые визуальные функции, такие как цвет и яркость, мыши по-прежнему могут обобщать 2D-изображение в 3D-объект.

«Считается, что у приматов гиппокамп играет важную роль в декларативной или эксплицитной памяти, позволяя человеку воспроизводить «историю» ранее закодированного опыта», — сказала Сара Дж. Коэн, доктор философии, второй автор и сообщение. -докторант, Центр сложных систем и наук о мозге ФАУ и Инициатива ФАУ по науке о жизни Юпитер. «Мы предполагаем, что эта «история» позволяет распознавать элементы, изученные в форме изображения, когда они впоследствии представлены в трехмерной форме. Гиппокамп мыши, вероятно, кодирует и объединяет исследование изображения как «историю» этого опыта или события в рамках определенного контекст как форма эксплицитной памяти».

Память распознавания хорошо известна у мышей, однако результаты этого исследования расширяют это исследование, указывая на то, что грызуны способны к расширенному визуальному распознаванию и косвенно узнают о реальных объектах, просматривая изображения. Роль гиппокампа может заключаться в извлечении из памяти изображения, изученного во время пробного сеанса, по которому мышь может надлежащим образом сопоставить один из элементов, доступных во время тестового сеанса.

«Мыши могут выносить перцептивные и концептуальные суждения о представленных стимулах, что удивительно, учитывая, что эквивалентность изображения и объекта считалась определяющей способностью приматов», — сказал Стэкман. «В совокупности наши результаты дают убедительные доказательства того, что мышь может служить эффективным модельным организмом для исследования сложных аспектов визуального восприятия и распознавания млекопитающих более высокого порядка».