Нейробиологи Калифорнийского технологического института в Пасадене идентифицировали нейроны, которые отвечают за осознание визуальной информации и создание зрительного образа. Этого удалось добиться с помощью психологического феномена, называемого бинокулярным соперничеством. Статья ученых опубликована в журнале Nature.
Бинокулярное соперничество возникает, когда глаза передают в мозг совершенно разную визуальную информацию. Обычно для создания полноценного зрительного образа мозг совмещает друг с другом сигналы, поступающие от обоих глаз. Однако в том случае, если один глаз видит изображение, которое никак не соотносится с тем, что видит другой глаз, возникает ситуация, когда человек попеременно видит то один, то другой образ. В этом случае «лишняя» информация просто подавляется, не доходя до нашего сознания.
Ученые обратились к этому явлению, чтобы определить, какие нейроны в коре больших полушарий отвечают за переключение восприятия с одной картинки на другую. В эксперименте участвовали девять пациентов с эпилепсией, в мозг которых были вживлены электроды для регистрации активности определенных областей центральной нервной системы. Добровольцам давали посмотреть на ряд изображений, при этом были определены рисунки, вызывавшие ответ в нейронах медиальной поверхности височной коры, и те, что не приводили к такой реакции. Из изображений были составлены пары, каждая из которых включала рисунки обоих типов.
В ходе теста перед глазами добровольцев была размещена пара картинок таким образом, чтобы возникло бинокулярное соперничество. Пациенты нажимали кнопки, отмечая, которое из двух изображений они видят, сколько длилось такое восприятие и когда происходило переключение восприятия с одного рисунка на другой. Каждая сессия, в ходе которой участникам демонстрировалась одна пара рисунков, длилась 90-120 секунд, а между изображениями происходило от 21 до 68 переходов.
Ученым удалось выявить отдельные нейроны, специфически реагирующие на то или иное изображение. При этом включение или выключение этих клеток, расположенных в передней поясной коре больших полушарий и в преддополнительной моторной коре (pre-SMA) происходило не только в сам момент визуального перехода, но и за целых две секунды до него. В височной доле реакция нейронов предшествовала нажатию кнопки приблизительно на одну секунду.
Как пишут ученые в статье, результаты показывают, что в формировании человеческого сознания важную роль играют нейронные сети, охватывающие височную и лобную доли больших полушарий мозга и участвующие в подсознательных процессах. Кроме того, исследователям удалось выявить нейроны, занимающие в иерархии обработки визуальной информации более высокое положением, чем нервные клетки в височной нижней коре, ранее установленные в экспериментах с приматами.