Как мозг дорисовывает реальность: обратные связи и нейроны-хамелеоны
С самого рождения наш мозг начинает строить внутреннюю карту мира.
Нейроны, отвечающие за зрение, не просто передают картинку — они постоянно перестраиваются. Это открытие поможет понять, как возникают расстройства вроде аутизма. Источник: Laboratory of Neurobiology at The Rockefeller University
Когда мы открываем глаза, нейроны зрительной коры собирают разрозненные детали в узнаваемые объекты.
Раньше считалось, что информация движется строго в одном направлении — от первичной зрительной коры в затылочной части к височным долям. Каждый участок этого пути якобы отвечает за свой тип данных: простые линии, формы, а уже ближе к верхним отделам — сложные объекты. Обратные связи (feedback) были известны, но их роль оставалась загадкой.
Лаборатория Чарльза Гилберта из Университета Рокфеллера показала, что эти «возвратные» сигналы критически важны. Они передают информацию сверху вниз — например, наш прошлый опыт узнавания предметов. Благодаря этому нейроны не заперты в жестких рамках, а мгновенно адаптируются к новым задачам.
Результаты опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Как ученые пришли к этому
- Обучили макак распознавать объекты: фрукты, инструменты, технику.
- С помощью фМРТ нашли зоны мозга, реагирующие на изображения.
- Вживили электроды, чтобы отслеживать активность отдельных нейронов.
Оказалось, даже «низкоуровневые» нейроны умеют работать с куда более сложными образами, чем думали. Они не просто передают сигналы — они перестраиваются на лету. Например, один и тот же нейрон может активнее реагировать на яблоко в одном контексте и на отвертку — в другом.
Ценность исследования
Обратные связи — это не дополнение, а часть системы. Высшие отделы коры отправляют «инструкции» нижним, те обрабатывают данные и возвращают результат. Так работает не только зрение, но и другие функции мозга. Сейчас лаборатория изучает, как эти механизмы нарушаются при аутизме — возможно, это прольет свет на природу расстройства.
Это не просто теория — такие открытия меняют подход к лечению неврологических заболеваний. Если нейроны динамичны, а не статичны, значит, мозг можно «перенастраивать» даже после травм. Например:
- Реабилитация после инсульта — понимание feedback-связей поможет точнее восстанавливать утраченные функции.
- Аутизм и шизофрения — нарушения восприятия могут быть связаны со сбоями в обратной передаче информации.
- ИИ — нейросети сейчас имитируют только «прямой» поток данных, а учет обратных связей сделает их ближе к человеческому мышлению.
Ранее ученые сообщили, что сон — это время генеральной уборки в мозге.
