Якщо ми бачимо харчі або їхнє зображення, в нашому мозку активується специфічна популяція нейронів, що засвідчують знімки мозкового сканування. Ці мозкові клітини розташовані в тій же частині зорової кори, що й центр розпізнавання облич. Тож для розпізнавання їжі наш мозок розвинув такі ж “детектори”, як і для розпізнавання облич представників нашого виду. Отримані результати засвідчують особливе соціальне та культурне значення їжі для нас, людей, пояснюють науковці.
Аби не розгубитися в світі, сповненому подразників, мозок мусив навчитися відрізняти важливе від неважливого. При цьому йому помагають спеціальні нейрони у візуальній корі, що вибірково реагують на конкретні, особливо важливі подразники.
Ученим уже вдалося виявити ділянки, що розпізнають тільки обличчя, тіла, місця або слова. Вони всі належать до вентрального зорового шляху – ділянки мозку, що відповідає за розпізнавання об’єктів.
Ці ділянки вдалося виявити тільки тому, що вчені їх спеціально шукали. Вони показували людям відповідні картинки та щоразу за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ) спостерігали, які ділянки при цьому спалахуватимуть у мозку піддослідних. Такі підходи, засновані на гіпотезах, мають усе ж недоліки: потрібно знати заздалегідь, що шукаєш.
Команда на чолі з Мінакші Хослою (Meenakshi Khosla) з Массачусетського технологічного університету в Кембриджі пішли іншим шляхом. “Ми хотіли побачити, які виникнуть види вибірковості, якщо ми застосуємо стратегію, засновану не на гіпотезах, а на даних, і чи, змінивши підхід, вдасться підтвердити те, що виявили раніше, – сказав Хосла. – Другою метою було побачити, чи зможемо ви виявити нову селективність, котру або не припускали, або ж на підставі поганого просторового розширення фМРТ не вдавалося розгледіти”.
Основою для дослідження стала база даних, публічно доступна, що містить МРТ-знімки мозку 8 людей, котрі передивлялися тисячі різних картинок. Завдяки математичному методові науковці проаналізували ці фото піксель за пікселем. У такий спосіб вони змогли виявити реакцію навіть дуже маленьких нейронних популяцій, які у попередніх дослідженнях залишалися непоміченими.
Так науковці знайшли чотири вже ідентифіковані нейронні кластери: ті, що розпізнають обличчя, тіло, місце та слова. “Це продемонструвало, що наш метод працює, і речі, які ми вже раніше виявляли, справді становлять важливі домінантні властивості цього зорового шляху”, – сказала колега Хосли Ненсі Канвішер (Nancy Kanwisher).
Окрім того, команда знайшла ще й п’яту групу спеціалізованих нейронів, котра, судячи зі всього, реагує вибірково на зображення харчів. “Ми спочатку дуже здивувалися, оскільки їжа – це негомогенна візуально категорія, – сказав Хосла. – Яблука, кукурудза та макарони виглядають дуже по-різному, та ми все ж знаходимо нейронну популяцію, що однаково реагує на всі харчі”.
Цю нейронну популяцію науковці назвали вентральною харчовою компонентою (ventral food component, VFC). Аби детальніше зрозуміти, як вона функціонує, науковці також натренували комп’ютерну модель, з якою могли передбачати реакцію нейронів. Крім того, вони надали моделі зображення харчів та інших об’єктів, котрі виглядали дуже подібно, –наприклад, банана та жовтого півмісяця.
“Ці подразники мають дуже подібні зовнішні ознаки, проте основна властивість, що їх відрізняла, – вони їстівні чи ні”, – пояснив Хосла. Пропустивши через систему мільйони таких картинок, науковці підтвердили: VFC не піддається візуальній омані, а дуже вибірково реагує на картинки саме їжі.
З наукового погляду, отримані результати засвідчують, наскільки важлива їжа для людини. “Їжа відіграє ключову роль у соціальній взаємодії та культурних практиках людей. Йдеться не лише про споживання харчів”, – сказала Канвішер.
У майбутніх дослідженнях науковці хочуть з’ясувати, як сприймає їжу мозок приматів, для яких вона не має настільки сильного культурного значення, як для людей. Також учені хочуть проаналізувати, як на реакцію мозку впливає обізнаність із певними харчами, а також особисті вподобання й антипатії людини. Деякі піддослідні вже продемонстрували сильнішу реакцію VFC на оброблену їжу, зокрема піцу, ніж на неопрацьовану їжу, як яблуко.
Elena Bernard
Unser Gehirn hat spezielle Essens-Neuronen
Massachusetts Institute of Technology, 29/08/2022
Current Biology, 2022, doi: 10.1016/j.cub.2022.08.009
Зображення: Posteriori/ Getty images
08.09.2022