Как в голове возникает картина мира?

11:27 09 декабря Киев, Украина

В настоящее время ученые уже имели достаточно точное представление о том, как в мозге возникает картина мира. Но рабочая группа во главе с Кристофом Кохом из Института наук о мозге имени Аллена в Сиэтле считает: сейчас известна разве вершина айсберга, ведь более 90% нервных клеток зрительной системы мышей работает иначе, чем описано в учебниках, сообщили ученые в журнале Nature Neuroscience.

В способности видеть центральную роль играет визуальная кора (ее еще называют зрительной корой) в мозге. Она занимает большую часть затылочной доли позади головы. Представление о том, как она работает, в большей степени сформировалось в результате экспериментов, которые примерно 60 лет назад осуществляли нейрофизиологи Дэвид Губель и Торстен Визель.

С помощью тонких электродов ученые исследовали активность нейронов в первичной зрительной коре кошек – когда животным показывали разные сочетания света и тени. Сначала нервные клетки животных упорно не показывали никакой реакции, а затем, скорее случайно, ученые заметили: клетки, которые они исследовали, вспыхивали не при взгляде на разные образцы – а когда контуры картинки ненадолго возвращались в поле зрения животного.

На основании этого Губель и Визель констатировали: нейроны визуальной коры имеют особые преференции по линиям и контурам, расположенным под определенным углом. Последующие исследования подтвердили этот тезис – и в 1981 году за эти исследования ученых наградили Нобелевской премией по медицине.
Позже Губель и Визель открыли нервные клетки, специализирующиеся на других признаках, в частности цвете, направлении движения или даже на определенных чертах лица. Поэтому до сих пор считали: регионы мозга постепенно активируются, реагируя на различные аспекты среды, и из полученной информации образуют наконец картину окружающего нас мира.

Эти результаты основываются, прежде всего, на измерениях активности нескольких нервных клеток. Кристоф Кох и его коллеги повторили исследование еще раз, но уже в большем масштабе: они обратили внимание на данные около 60 000 различных нейронов в визуальной коре мышей. При этом они обнаружили, что только 10% клеток действительно ведет себя так, как можно было ожидать на основе данных, полученных Губелем и Визелем.

Что касается остальных нейронов: две трети их реагируют еще более специализированно, а треть демонстрирует такую активность, что не соответствует ни одному из многочисленных визуальных стимулов, которые ученые показывали грызунам. В чем состоит их задача, до сих пор неясно. Вероятно, они сосредоточены на таких специфических признаках, что проявляются только в процессе последующей обработки, предполагают ученые.
"Результаты предыдущих исследований не ложны, но касаются исключительно незначительной части нервных клеток визуальной коры", - сказал руководитель исследования Саскиа де Вриес (Saskia de Vries) из Института наук о мозге имени Аллена. Очевидно, зрительная кора мышей значительно сложнее организована, чем считали.
Подтвердится ли это и относительно визуальной коры других видов и, вероятно, людей, до сих пор неизвестно, отмечают исследователи. Как бы то ни было, значительная часть свидетельств о визуальной системе основывается на исследованиях кошек и приматов, чье восприятие в дикой природе подвергается другим вызовам. В конце концов, грызуны могут оказаться исключением.