Исследователи нашли нейроны-обмащики мозга — что они делают
Американские исследователи выяснили, каким образом мозг попадается на крючок визуальных иллюзий. Оказалось, что в зрительной коре есть особые нейроны, которые «дорисовывают» недостающие элементы, превращая отдельные куски в цельное изображение. Чтобы проверить эту догадку, на этот раз ученые использовали лазеры и методику под названием двухфотонная голографическая оптогенетика. С ее помощью можно избирательно активировать клетки с точностью до микрометра и миллисекунды.
Во время опытов мышам показывали изображения, где фигуры были обрезаны. Животные видели целый объект, хотя в реальности видно его было лишь частично. В этот момент фиксировалась активность особых клеток — их назвали нейронами IC-кодера. Когда эти же клетки стимулировали лазером без картинки, мозг выдавал аналогичный сигнал, словно иллюзия возникала сама по себе. Это подтвердило мысль о том, что восприятие строится в том числе через обратные связи, когда более сложные зоны мозга подсказывают базовым, что именно они должны видеть.
За процессом следили с применением передовой аппаратуры. Использовались ультратонкие зонды Neuropixels, способные одновременно регистрировать электрические импульсы у тысяч нейронов. Они работают как миниатюрные антенны и позволяют наблюдать за активностью мозга в реальном времени. Благодаря такой точности исследователи впервые увидели замкнутую петлю, которая отвечает за создание иллюзорных образов.
Простейший пример этого механизма знаком многим. Так называемый квадрат Канизса выглядит как белая фигура, хотя на самом деле перед глазами лишь четыре «уголка» в виде темных кругов с вырезами. Мозг достраивает отсутствующие линии и показывает нам несуществующую форму. Именно такие процессы и активируют нейроны IC-кодера.
Открытие практически значимо. При шизофрении и других расстройствах, как известно, восприятие нарушается, и мозг формирует образы или звуки, которых нет в реальности. Теперь специалисты знают, какие клетки могут в этом участвовать, а значит, в будущем появятся более точные методы диагностики и лечения.
Работу провели ученые Калифорнийского университета в Беркли и Института Аллена в Сиэтле. Результаты опубликованы в журнале Nature Neuroscience. В очередной раз исследование показало, что мозг — это не пассивный приемник сигналов извне. Он активно конструирует реальность и способен создавать образы даже на пустом месте.
Ранее мы писали о том, что первые магнитные поля Вселенной были сравнимы с человеческим мозгом.
