Донині науковці вже мали достатньо точне уявлення про те, як у мозку виникає картина середовища. Але робоча група на чолі з Крістофом Кохом (Christof Koch) з Інституту наук про мозок імені Аллена, що в Сіетлі, вважає: зараз відома хіба вершина айсберга, адже понад 90 % нервових клітин зорової системи мишей працює інакше, ніж описано в підручниках, повідомили науковці в журналі «Nature Neuroscience».
Зображення: istock / themacx (symbolbild mit fotomodell) (фрагмент).
У здатності бачити центральну роль відіграє візуальна кора (її ще називають зоровою корою) в мозку. Вона займає більшу частину потиличної частки позаду голови. Уявлення про те, як вона працює, більшою мірою сформувалося в результаті експериментів, які приблизно 60 років тому здійснювали нейрофізіологи Девід Губель (David Hubel) та Торстен Візель (Torsten Wiesel).
З допомогою тонких електродів учені досліджували активність нейронів у первинній зоровій корі котів – коли тваринам показували різні поєднання світла й тіні. Спочатку нервові клітини тварин вперто не показували жодної реакції, а потім, радше випадково, науковці помітили: клітини, які вони досліджували, спалахували не при погляді на різні зразки – а тоді, коли контури картинки ненадовго поверталися в поле зору тварини.
На підставі цього Губель і Візель констатували: нейрони візуальної кори мають особливі преференції щодо ліній і контурів, які розташовані під певним кутом. Наступні дослідження підтвердили цю тезу – і 1981 року за ці дослідження науковців нагородили Нобелівською премією з медицини.
Пізніше Губель і Візель відкрили нервові клітини, що спеціалізуються на інших ознаках, зокрема кольорі, напрямі руху або ж навіть на певних рисах лиця. Тож дотепер вважали: регіони мозку поступово активуються, реагуючи на різні аспекти середовища, і з отриманої інформації утворюють врешті картину світу, що нас оточує.
Ці результати ґрунтуються передусім на вимірюваннях активності декількох нервових клітин. Крістоф Кох та його колеги повторили дослідження ще раз, але вже в більшому масштабі: вони звернули увагу на дані загалом близько 60 000 різних нейронів у візуальній корі мишей. При цьому вони виявили, що лише 10 % клітин насправді поводиться так, як можна було очікувати на основі даних, отриманих Губелем й Візелем.
Щодо решти нейронів: дві третини їх реагують ще спеціалізованіше, а третина демонструє таку активність, що не відповідає жодному з численних візуальних стимулів, які науковці показували гризунам. У чому полягає їхнє завдання, досі неясно. Ймовірно, вони зосереджені на таких специфічних ознаках, що проявляються тільки в процесі наступного опрацювання, припускають науковці.
«Результати попередніх досліджень не хибні, але стосуються винятково незначної частини нервових клітин візуальної кори», – сказав керівник дослідження Саскіа де Врієс (Saskia de Vries) з Інституту наук про мозок імені Аллена. Вочевидь, зорова кора мишей значно складніше організована, ніж дотепер вважали.
Чи це підтвердиться і щодо візуальної кори інших видів і, ймовірно, щодо людей, дотепер не відомо, зауважують дослідники. Як би там не було, значна частина свідчень про візуальну систему ґрунтується на дослідженнях котів і приматів, чиє сприйняття в дикій природі піддається іншим викликам. Врешті-решт, гризуни можуть виявитися винятком.
Daniela Zeibig
Spektrum.de, 17.12.2019
Зреферувала С. К.
13.01.2020