Учёные из Брауновского университета разгадали механизм того, как мозг понимает направление движения оптического потока, когда человек перемещается относительно объектов внешнего мира. Активное участие в передаче такого сигнала принимают клетки сетчатки. Более подробно об этом рассказывает статья, вышедшая в журнале Nature.
Сетчатка глаза мыши
Законы перспективы таковы: всё, что находится далеко, кажется меньшим, чем в действительности. Сидя в машине, мы видим расширяющуюся из одной точки на горизонте дорогу, а позади всё происходит наоборот: дорога сужается в одну точку пространства. Во время такого наблюдения специальные клетки сетчатки подают сигналы мозгу, чтобы тот уловил направление потока движения и выдал чёткую картинку, а не смазанное и невнятное пятно.
В состав сетчатки входят десять слоёв, клетки которых поделены на группы и выполняют различные функции. Один из них – ганглионарный – не участвует в восприятии света, а собирает нервные сигналы от фоторецепторного слоя, палочек и колбочек, а также содержит клетки, специализирующиеся на восприятии движения. Последние тоже разделены, но имеют общую задачу – передавать представление о направлении движения в мозг.
В своём эксперименте учёные изучили активность 2400 «двигательных» ганглионарных клеток у мышей, захватив при этом не только центр сетчатки, но и её периферию. Они выяснили, что клетки работают отдельными группами и реагируют на оптических поток – изображение видимого движения объектов, которое получается при перемещении наблюдателя относительно этого объекта. Их возбуждение также зависит от направления движения: вперёд, назад, вверх или вниз.
Интересно, что эти клетки влияют и на движения глаз при повороте головы. В случае, когда наблюдатель поворачивает голову и видит поток движения без какого-либо приближения и отдаления, понять, в каком направлении происходит перемещение, мозгу помогает разница между глазами. Так, поворачиваясь направо, правый глаз видит оптический поток с приближением объектов, а левый, наоборот, с отдалением. Суммируя полученные данные, мозг осознает совершаемое действие и его направление.
После поступления сигнала в управляющую движением глаз систему происходит коррекция изображения, которая не позволяет при повороте слиться миру в неразличимое пятно.
Глаза у грызунов расположены иначе, чем у человека – по бокам головы. Но всё же система стабилизации изображения у всех работает одинаково, так как без неё перемещение в пространстве вызвало бы большие трудности.
Текст: Екатерина Заикина
A retinal code for motion along the gravitational and body axes
by Shai Sabbah, John A. Gemmer, Ananya Bhatia-Lin, Gabrielle Manoff, Gabriel Castro, Jesse K. Siegel, Nathan Jeffery, David M. Berson in Nature. Published June 2017
doi:10.1038/nature22818
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
Powered by WPeMatico
