Нейрофизиологи из Университета Джонса Хопкинса (США) обнаружили в так называемом вентральном пути зрительной коры макак-резусов особые нейроны, определяющие по некоторым элементам визуальной сцены, например, углам, наклонным или горизонтальным поверхностям, направление силы тяжести в том или ином месте.

 Работа опубликована в журнале Current Biology.

 

 

Ряд предыдущих исследований показал, что среди клеток данного участка коры головного мозга преобладают нейроны, активизирующиеся в тот момент, когда животному показывают картинки с изображениями, по форме напоминающими природный ландшафт. Тем не менее оставалось неясным, какие именно элементы подобных изображений служат стимулом для активации нейронов, и каково значение данного процесса для жизни приматов.

На первом этапе исследования ученые измеряли потенциал действия(возбуждение) отдельных нейронов при предъявлении животным картинок-стимулов с трехмерными объектами различной формы. Нейрофизиологи проанализировали активность 141 нервной клетки при демонстрации различных образов и выявили 58 нейронов, наиболее чувствительных к картинкам, напоминающим природные ландшафты.

Затем, на втором этапе работы, исследователи несколько изменили эксперимент. Теперь измерялась активность только первоначально отобранных 58 нейронов, при предъявлении картинок-стимулов с различными фигурами, описываемыми с помощью математических характеристик, таких как кривизна, ориентация поверхности в каждой точке и так далее.

В результате ученым удалось выяснить, что изучаемые нейроны реагируют не на общую форму рельефа, а на наличие определённых элементов, таких как плоскости или углы.

При этом для конкретно взятого нейрона существенным является угол наклона этих элементов в пространстве. Другими словами, среди клеток, связанных с распознаванием ландшафтов, не существует отдельных нейронов, узнающих холмы или впадины. Вместо этого, существуют клетки, распознающие крутизну склонов.

Кроме того, исследователи обнаружили, что мозг лучше всего воспринимает горизонтально расположенные объекты, такие как потолки, полы и связанные с ними углы. Авторы статьи полагают, что открытые ими нейроны помогают приматам определять направление гравитационного поля визуально, по расположению предметов в пространстве. При этом преимущественное восприятие горизонтальных объектов может объясняться простым наблюдением: стены и другие вертикально расположенные объекты присутствуют не всегда, тогда как поверхность, по которой мы ходим, есть повсеместно.

Впрочем, способность определять направление гравитации во многом связана также с вестибулярной и соматосенсорной системами. А общее чувство направления силы тяжести формируется благодаря синтезу информации изо всех этих сенсорных систем.