Ученые установили, что способность мозга выделять значимые объекты из визуального потока и сосредотачивать на них внимание возникла более полумиллиарда лет назад — задолго до формирования высших отделов мозга.
Выяснилось, что одна из самых древних структур мозга, верхний холмик, в состоянии самостоятельно осуществлять сложные визуальные вычисления, которые ранее считались исключительной прерогативой коры головного мозга.
Верхний холмик четверохолмия — это эволюционно старая структура, которая имеется у всех позвоночных, начиная от рыб и заканчивая человеком. Она функционирует как встроенный радар, получая сигналы напрямую с сетчатки глаза еще до того, как они достигают коры мозга. Когда что-то движущееся или мерцающее внезапно попадает в поле зрения, именно эта структура реагирует первой, направляя взгляд к новому стимулу.
«Долгое время считалось, что эти вычисления доступны только зрительной коре, но мы продемонстрировали, что верхний холмик, являющийся гораздо более древней структурой, также может выполнять их автономно. Это значит, что способность анализировать то, что мы видим, и решать, на что следует обратить внимание, не является недавним изобретением человеческого мозга, а представляет собой механизм, возникший более полумиллиарда лет назад», — поясняет Андреас Кардамакис, руководитель лаборатории нейронных цепей в Институте нейронаук в Испании.
Исследователи применили современные методы, включая оптогенетику — технологию, позволяющую управлять нейронами с помощью света. Изучая срезы мозга мышей, они обнаружили, что верхний холмик способен подавлять центральный визуальный сигнал, когда активируется окружающая область — это ключевая особенность обработки визуальной информации, позволяющая определять границы объектов, контраст и выделять важные детали.
«Мы увидели, что верхний холмик не только передает визуальную информацию, но и активно обрабатывает и фильтрует ее, снижая реакцию на однородные стимулы и усиливая контрасты. Это доказывает, что способность выбирать или приоритизировать визуальную информацию заложена в древнейших подкорковых цепях мозга», — говорит один из авторов исследования Куйсонг Сонг.
Это открытие имеет значительное практическое значение. Понимание функционирования этих древних структур может способствовать лечению расстройств внимания, сенсорной гиперчувствительности и некоторых форм травматических повреждений мозга. «Эволюция не заменила эти старые системы, а построила на их основе более сложные. Мы до сих пор опираемся на ту же базовую “аппаратуру”, чтобы определять, куда смотреть и что игнорировать», — заключает Кардамакис.
Фото: hi-tech.mail.ru