В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые из Института Аллена (Allen Institute) собрали и проанализировали самый большой единый набор данных об электрической активности нейронов, чтобы определить принципы того, как мы воспринимаем визуальный мир вокруг нас.
Актуальность вопроса
Мозг человека обрабатывает окружающий мир почти мгновенно, но между светом, падающим на сетчатку, и моментом осознания происходящим вокруг есть множество молниеносных шагов. У людей есть 30 различных областей мозга, отвечающих за понимание визуального мира, и ученые до сих пор не знают многих деталей того, как работает этот процесс. Ученые пытаются распознать, каким образом каждая из этих областей специализирована, и как они взаимодействуют друг с другом и синхронизируют свою деятельность, чтобы эффективно направлять ваше взаимодействие с миром.
Материалы и методы исследования
В новом исследовании ученые изучили мышей. Мышиное зрение отличается от нашего — например, мыши в большей степени полагаются на другие органы чувств, чем мы, — но нейробиологи считают, что они все еще могут изучить многие общие принципы обработки сенсорной информации, изучая этих животных.
Результаты научной работы
Используя нейропиксели, кремниевые зонды высокого разрешения, тоньше человеческого волоса, которые считывают активность сотен нейронов одновременно, ученые создали общедоступный набор данных электрических всплесков примерно 100 000 нейронов в мозге мыши.
Мало того, что этот набор данных является самой большой коллекцией электрической активности нейронов в мире, но и каждый эксперимент в базе данных собирал информацию от сотен клеток мозга из 8 различных зрительных областей мозга одновременно. Одновременное считывание электрической активности в разных областях мозга позволило ученым в реальном времени отслеживать визуальные сигналы при передаче от глаз мыши к более высоким областям ее мозга.
Исследователи обнаружили, что визуальная информация проходит через мозг по «иерархии», в которой нижние области представляют более простые визуальные концепции, такие как свет и темнота, а нейроны наверху иерархии улавливают более сложные идеи, такие как форма объектов.
Авторы другого исследования утверждают, что стволовые клетки спинного мозга помогут восстановиться после травмы.
