Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 327: как работает наш внутренний компас

8 апреля 2026

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, авторы рассказывают о том, как обнаружили детали работы нашего внутреннего компаса. Оказывается, нейроны определяют направление и позволяют мыши понимать и запоминать свое положение в пространстве даже после первого осмотра места.

Исследователи обнаружили фундаментальное свойство внутреннего компаса относительно внешних ориентиров, позволяющее животному всегда знать, «куда смотрит его нос». Credit: public domain

Во многих областях мозга, включая гиппокамп (отвечающий за воспроизводство памяти), нейроны постоянно дрейфуют. Этот феномен называется «репрезентативный дрейф», то есть индивидуальные нейроны постоянно меняют свою роль в рамках большой популяции. Это может казаться неустойчивостью, но на самом деле такой дрейф обеспечивает гибкость, обучаемость и надежность всей нейронной сети. В гиппокампе наблюдается сильный дрейф, что может быть связано с тем, что гиппокамп должен кодировать не только «здесь и сейчас», но и огромное количество эпизодических воспоминаний, которые постоянно обновляются. Однако как ведет себя система внутреннего компаса, которая дает чувство направления и должна обеспечивать стабильную привязку к пространству, оставалось загадкой.

В новом исследовании ученые в течение долгого времени наблюдали за активностью одних и тех же нейронов у мышей. Исследователи измерили два разных типа стабильности в системе внутреннего компаса: насколько точно один и тот же нейрон помнит свое положение и насколько точно вся система (взаимное расположение нейронов) сохраняет свою форму. Оказалось, что вся система стабильнее, чем отдельные нейроны – это означает, что нейроны внутреннего компаса связаны друг с другом очень жесткими взаимными связями.

Более того, сотни нейронов системы компаса совместно создают жесткий, неизменный математический объект – «виртуальный циферблат», который служит эталоном, относительно которого мозг вычисляет любое направление. Поворот головы мыши при исследовании нового места соответствует движению стрелки по этому циферблату, и положение любой точки на кольце однозначно соответствует направлению головы мыши.

Связь нейронов в кольцо очень устойчивая, но одновременно система действует гибко: при переходе в новое место вся популяция нейронов, по-прежнему организованных в кольцо, перестраивается относительно внешних ориентиров, то есть привязывается к новом ориентиру в новом помещении. Это фундаментальное свойство, позволяющее животному всегда знать, «куда смотрит его нос», даже в полной темноте и спустя много недель после посещения определенного места.

Открытие имеет фундаментальное значение для понимания того, как мозг строит карту окружающего мира, и может помочь в понимании нарушения пространственной ориентации при болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваниях, где внутренний компас «ломается» одним из первых.

Текст: Юлия Баимова

Months-long stability of the head-direction system by Sofia Skromne Carrasco et al, Nature (2026).

DOI: 10.1038/s41586-025-10096-w