Исследователи из университета Чикаго обнаружили область мозга, которая играет ключевую роль в восприятии сочетаний цвета и движений.
Они обнаружили уникальную популяцию нейронов, которые меняются в зависимости от изменения цвета и движений. Исследование было опубликовано в журнале Neuron.
«Мы хотели понять, как мозг выбирает интересный ему объект из множества других. Мы сконцентрировали свое внимание на области мозга, которая занимает центральное место в этом процессе. Она делает это очень гибко, изменяясь момент за моментом в зависимости от того, что ищет», – пишет автор исследования David Freedman.
Зрительная область коры головного мозга обладает несколькими свойствами взаимосвязанных регионов, которые отвечают за обработку различных аспектов визуальных сигналов, собранных глазами. В головной мозг поступает информация о движении и цветах из двух путей. Однако, не ясно, как мозг объединяет эти потоки информации и принимает определенные решения.
Чтобы понять эти процессы, ученые изучили реакцию отдельных нейронов во время решений простых задач. Подопытным животным были показаны разные визуальные образы. Изображения состояли из групп красных точек (движущихся вверх) или желтых точек (движущихся вниз). Животные вознаграждались, когда они отпускали рычаг, когда этот образ появлялся повторно. Последующие изображения состояли из точек различных цветов, движущихся в разных направлениях, среди которых было и исходное изображение.
Динамические нейроны Freedman и Ibos изучили состояние нейронов в боковой интрапариетальной области (LIP), тесно взаимосвязанной с другими областями мозга, участвующими в зрении, управлении движениями и когнитивными функциями. Когда подопытные животные выполняли задачу и искали конкретные сочетания цвета и движения, LIP нейроны становились очень активными. Однако, когда субъекты просто рассматривали те же изображения без сопровождающей задачи, они оставались пассивными.
При дальнейшем исследовании ответов LIP нейронов они обнаружили, что нейроны обладали уникальными характеристиками. Отдельные нейроны изменяли свою чувствительность к цвету и направление в сторону соответствующих цветовых и двигательных функций в каждом конкретном случае. Например, когда подопытные искали красные точки, движущиеся вверх нейроны сильно реагировали на направления, близкие к движению вверх и различным оттенкам красного цвета. Если задача была переключена на другой цвет и направление, нейроны чутко реагировали на новую комбинацию.
Учёные разработали модель, с помощью которого LIP нейроны объединяют информацию об основном цвете и движении. Команда считает, что LIP регион (боковая интрапариетальная область) мозга играет важную роль в осмыслении основной сенсорной информации. Исследователи пытаются лучше понять все звенья нейронной цепи мозга, участвующей в этом процессе.
«Наше исследование показывает, что эта область объединяет информацию из различных областей мозга, – делает заключение Freedman. – LIP нейроны объединяют входы – визуальные, двигательные, познавательные, связанные с памятью и принятием решений – и представляют их таким образом, чтобы мозг мог принять решение».
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Ibos, Guilhem; Freedman, David J.Dynamic Integration of Task-Relevant Visual Features in Posterior Parietal Cortex // Neuron (2014)
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
