В нашем обычном состоянии нам сразу становится понятно, реальная перед нами картина или нечто выдуманное нашей же фантазией. Но благодаря чему приходит это понимание? Учёные Университета западного Онтарио западного исследовательского университета показали, что те же нейроны, работа которых нарушается при психозах, помогают нам различать реальность и плоды воображения.
Учёные исследовали, как мозг записывает визуальную информацию о реальности по сравнению с абстрактной информацией в рабочую память и как эти различия распределяются по нейронам в латеральной префронтальной коре. Результаты этого опубликованы в Nature Communications.
«Вы можете посмотреть на мою рубашку, и потом даже если я уйду из вашего поля зрения, вы всё равно с открытыми глазами увидите в своём сознании её цвет. Это то, что мы называем образами рабочей памяти. Они абстрактны, они мнимые и не существуют в реальности, но сохраняются в нашем сознании. Реальные объекты в нашем поле зрения мы называем представлением восприятия. И мы попытались определить, существуют ли нейроны, которые могут сказать человеку, реальность ли у него перед глазами или мнимые образы», — пояснил доктор Хулио Мартинес-Трухильо (Julio Martinez-Trujillo), работающий основанного в Институте мозга и разума и в Научно-исследовательском институте Робартса при Университете западного Онтарио.
Испытуемым предстояло выполнить две задачи – одну, где они должны были сообщать о направлении движения облака точек, которые они видели на экране компьютера, и другую, в которой им приходилось говорить о том же самом движении, но по памяти, после нескольких секунд от того, как точки исчезали. Исследователи обнаружили, что нейроны латеральной префронтальной коры, кодируют воспринимаемую и запоминаемую информацию в разной степени и в разных сочетаниях мощности сигнала.
«Мы могли ожидать, что нейроны, которые активны во время восприятия визуального объекта – это те же что и отвечают за его запоминание; или, наоборот, что одна группа нейронов воспринимает объект, а совершенно другая группа его фиксирует в памяти. Но вместо этого мы обнаружили, что всё перечисленное в некоторой степени неверно. У нас есть нейроны восприятия, памяти нейроны, а также нейроны, которые делают обе эти вещи», — отмечает доктор Диего Мендоза-Холлидей (Diego Mendoza-Halliday), ведущий автор работы.
Именно в латеральной префронтальной коре обнаруживается дисфункция у лиц с шизофренией, которые имеют галлюцинации или бред. Однако до сих пор исследователям не удалось определить источник этого сбоя в работе.
С помощью машинного обучения учёные создали компьютерный алгоритм, который может считывать «узор» работы нейронов в префронтальной коре и надёжно определять, облако точек воспринимается в данный момент или вспоминается после того, что виделось раньше. Мартинес-Трухильо надеется, что с выявлением специфических нервных клеток, ответственных за различия между реальностью и воображением, появятся улучшенные методы лечения расстройств (например, шизофрении), которые заставляют пациентов путать плоды воображения и реально происходящие события.
«Я утверждаю, что шизофрения не является нейрохимическим расстройством всего мозга. Это нейрохимические нарушнеия работы нейронов лишь в его отдельных частях», — утверждает учёный.
В настоящее время основной метод лечения таких пациентов – фармакотерапия, которая воздействует на нервную систему в целом и часто приводит к непредвиденным побочным эффектам. Но если отталкиваться от определённых нейронов и осуществлять на них целенаправленное влияние, то эти побочные действия будут минимизированы, а потенциальная помощь окажется наиболее эффективной и безопасной.
Текст: Анна Хоружая
Neuronal population coding of perceived and memorized visual features in the lateral prefrontal cortex by Diego Mendoza-Halliday & Julio C. Martinez-Trujillo in Nature Communications. Published online June 2017
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
Powered by WPeMatico
