У невизначеній ситуації активність нейронів змінюється так, щоб дії мозку відповідали якомусь оптимальному серединному значенню.
Всі ми знаємо, що минулий досвід сильно впливає на те, як ми сприймаємо навколишній світ, що ми з його приводу думаємо і як в ньому діємо. Якщо ми опиняємося в невизначеній ситуації і не знаємо, що робити і як чинити, ми згадуємо, що з нами було раніше, і якось оптимізуємо свою поведінку.
Іншими словами, ми оцінюємо ймовірність події в залежності від того, наскільки ми впевнені в ньому, а впевненість наша залежить від даних, які у нас є і які продовжують до нас надходити, і яким ми в тій чи іншій мірі довіряємо. У такому вигляді ймовірність (як залежну від ступеня довіри) вивчає так звана байєсівська статистика, і наш мозок у багатьох випадках працює за її правилами. Але що при цьому відбувається в самому мозку?
Дослідники з Массачусетського технологічного інституту експериментували з мавпами, яких змушували пройти тест на вгадування тимчасових інтервалів. Тест виглядав так: спочатку загорявся один світловий сигнал, потім, через якийсь час, другий, а потім мавпа повинна була сама подати сигнал, повторивши часовий інтервал, який був між двома попередніми сигналами. Якщо вона вірно вгадувала час, то отримувала нагороду.
Інтервали були двох різних видів. В одному випадку другий сигнал загорявся через 480-800 мілісекунд, тобто він міг з'явитися і через 500, і через 600, і через 700, і т. д. В іншому випадку інтервал був 800-1200 мс. Почуття часу - річ неточна, тому і ми, і мавпи в таких випадках даємо приблизну відповідь, намагаючись, звичайно, вгадати якомога точніше. Але що вгадувати в такому тесті? Якщо до цього у нас був розкид в межах 480-800 мс, коли нам потрібно подати сигнал? Тут якраз і включається оцінка попереднього досвіду: з експериментів з людьми відомо, що людина намагається вибрати якесь серединне значення в межах інтервалу.
Те ж саме зараз продемонстрували мавпи, і найцікавіше тут відбувалося тоді, коли тварини бачили 800-мілісекундний інтервал. Якщо мавпа вважала, що інтервал повинен бути короткий (тобто якщо до цього вона бачила короткі інтервали), то вона подавала сигнал раніше, ніж через 800 мс. Якщо ж мавпа вважала, що інтервал повинен бути довгим, то вона чекала довше 800 мс.
Переконавшись, що мавпи, як і ми, діють у згоді зі своїми очікуваннями, дослідники зосередилися на активності мозку. Вони виміряли активність понад 1400 нейронів у тій зоні кори, про яку відомо, що вона відповідає за почуття часу. Нейрони тут повинні були приймати сенсорну інформацію про ті тимчасові інтервали, які мавпа бачила, і коригувати рухові сигнали, щоб мавпа подала світловий сигнал через відповідний час. За нейронами спостерігали досить довго, щоб зрозуміти, як змінюється їх активність в ході накопичення досвіду.
За активністю нейронів у «центрі почуття часу» можна було зрозуміти, які інтервали вони відраховують. У статті в Neuron йдеться, що в міру спостереження за інтервалами накопичений досвід змінював активність нервових клітин, схиляючи їх вибирати те саме середнє значення, про яке згадувалося вище. Залежно від контексту, залежно від того, чи передбачала мавпа довгий або короткий інтервал, 60% нейронів починали в свій активності зсуватися або до одного середнього значення, або до іншого.
У комп'ютерній моделі з віртуальними нейронами дослідники показали, що тут відбувається перебудова синапсів: новий досвід, нові дані посилювали або послаблювали ті чи інші синапси в нейронних ланцюгах, щоб дати перевагу тим чи іншим часовим сигналам.
Тепер потрібно в самому мозку побачити, як у ньому то посилюються, то послаблюються міжнейронні синапси, що з'єднують попередній досвід з плануванням дій. Швидше за все, той же механізм працює не тільки коли доводиться вгадувати час, але і в інших ситуаціях з невизначеним результатом.
Напевно, варто уточнити, що і сам досвід буває різний. Є речі, які відбулися недавно, і є щось, що сталося давно. Порівняно недавно ми писали, що віддалений досвід має мало значення - ми схильні забувати те, що сталося занадто давно, і пам'ятаємо тільки недавні успіхи і поразки, і що це залежить від того, як ліва і права півкуля оцінять наші минулі успіхи. Було б цікаво дізнатися, як поєднуються описаний байєсівський механізм з більш-менш віддаленими подіями.