Разкрито е ключово мозъчно правило управляващо съзнанието
Оптичните илюзии играят върху пристрастията на мозъка, като го подмамват да възприема образите по различен начин от това, което са в действителност. И сега, при мишки, учените са използвали оптична илюзия, за да разкрият скрити прозрения за това как мозъкът обработва визуална информация.
Илюзии
Изследването се фокусира върху илюзията за разпръскване на неонови цветове, която включва шарки от тънки линии върху плътен фон. Части от тези линии са с различен цвят – като лайм зелено. Мозъкът възприема тези линии като част от плътна форма с ясно изразена граница. Затворената форма също изглежда по-ярка от линиите около нея.
Добре установено е, че тази илюзия кара човешкия мозък да се запълва погрешно и да възприема несъществуващи контури и яркост. Но има продължаващ дебат за това какво се случва в мозъка, когато това се случи. Сега за първи път учените демонстрираха, че илюзията работи върху мишки и това им позволи да надникнат в мозъка на гризачите, за да видят какво се случва.
По-конкретно, те увеличили част от мозъка, наречена зрителна кора. Когато светлината попадне в очите ни, електрическите сигнали се изпращат по нервите към зрителната кора. Този регион обработва тези визуални данни и ги изпраща до други области на мозъка, което ни позволява да възприемаме света около нас.
Визуалната кора е изградена от шест слоя неврони, които са прогресивно номерирани V1, V2, V3 и така нататък. Всеки слой е отговорен за обработката на различни характеристики на изображения. Те попадат в очите, като невроните V1 обработват първия и най-основен слой от данни. Докато другите слоеве принадлежат към “висшите визуални области“. Тези неврони са отговорни за по-сложна визуална обработка от V1 невроните.
Илюзорна яркост
Досега учените обсъждаха степента, в която V1 невроните реагират на илюзорна яркост, като яркостта, която хората възприемат, когато гледат илюзията за разпространение на неонов цвят. В поредица от лабораторни експерименти с мишки изследователите са показали, че тези неврони играят основна роля в този процес. Както и че тяхната активност също се смекчава от обратната връзка от V2 неврони. Така че има залп напред и назад между тези различни слоеве на зрителния кортекс.
Разбирането ни за съзнанието
Това знание може да подсили разбирането ни за съзнанието, казаха изследователите в статия, публикувана на 23 април в списанието Nature Communications.
„Наблюдаваната връзка между V1 и V2 при обработката на илюзията предполага, че съзнанието е процес отгоре надолу“ за разлика от процес отдолу нагоре. Това обясни съавтор в изследването Масатака Уатанабе. Уатанабе е доцент в отдела за системни иновации в университета от Токио.
Обработката отгоре надолу се отнася до начина, по който мозъкът ни интерпретира заобикалящата ни среда. Като взема предвид предишен опит, вместо да разчита единствено на визуални стимули. Обратно, чистата обработка отдолу нагоре би взела различните характеристики на едно изображение. Също би ги сглобила като парчета от пъзел, създавайки последователна картина без информация от паметта на човек.
Други проучвания предполагат, че съзнанието е процес отгоре надолу. Но това изследване с мишки предоставя директни доказателства за това, каза Уатанабе. Отговорът обаче не е черно-бял, тъй като някои твърдят, че съзнанието вероятно възниква от смесица от двете.
Какви са новите доказателства?
В проучването на мишките е показана комбинация от илюзии с разпръскване на неонови цветове. Както и други, подобни на вид модели, които не задействат илюзията. Едновременно с това Уатанабе и колеги измерват активността на невроните в мозъците на гризачите с имплантирани електроди.
Екипът също така измерва дали мишките виждат илюзиите като ярки, като оценява колко са разширени или свити зениците в очите им . Този отговор съвпада с този, наблюдаван при хората, когато възприемаме промени в нивата на светлина.
V1 невроните реагират както на илюзорни, така и на неилюзорни изображения, но им отнема повече време, за да отговорят на първите. Това подкрепя теорията, че V1 невроните се нуждаят от обратна връзка от по-високи визуални зони, за да обработват тези видове илюзии, съобщи екипът.
След това изследователите се опитали експериментално да инхибират активността на невроните на по-високата зрителна област. Те установили, че V1 невроните са по-малко склонни да реагират на илюзиите. Това предостави допълнително доказателство, че е необходима обратна връзка от по-високо ниво, за да се възприеме илюзията.
Занапред екипът планира да проведе допълнителни проучвания, в които ще се забърква с активността на невроните на по-високата зрителна област при мишки, каза Уатанабе. Те се надяват, че това ще хвърли повече светлина върху невронните механизми, които стоят в основата на съзнанието при мишките и в последствие при хората.
АВТОР: Руслана Петрова
