Ученые из исследовательского центра нейроэлектроники во Фландрии (NERF) во главе с профессором Джеем Винсентом Бонином опубликовал два новых исследования, раскрывающих, как визуальная информация обрабатывается и распределяется в мозге.

Эти исследования показывают сложность и гибкость обработки визуальной информации в мозге. Зрительная кора головного мозга, ключевая область для интерпретации и обработки визуальной информации, играет решающую роль в формировании того, что мы видим.

Винсент Бонин, профессор Калифорнийского университета в Левене и руководитель группы в NERF, изучает нейронные цепи, которые обрабатывают сенсорную информацию.

«Мы часто думаем о зрительной обработке в коре головного мозга как о простом линейном процессе, но наши исследования показывают, что кора головного мозга функционирует как сложная сеть с тонко настроенными связями между областями, поддерживая специализированные зрительные функции в различных областях мозга», - пояснил ученый.

В первом исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Current Biology, ученые показали, как визуальная информация передается через различные взаимосвязанные области мозга. Используя передовые методы визуализации и трассировки цепей на мышах, исследователи определили пути, которые либо избирательно направляют визуальные сигналы в целевые области, либо широко передают информацию по нескольким регионам.

Например, нейроны в пульвинарной области и определенных слоях коры головного мозга точно настроены на свои цели, что позволяет предположить их роль в построении подробных визуальных представлений. Напротив, более глубокие нейроны, по-видимому, игнорируют специфику цели, передавая сходную визуальную информацию по разным областям - возможно, для координации более широкой мозговой деятельности.

Во втором исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Cell Reports, ученые исследовали, как таламус головного мозга - ключевая станция передачи визуальных сигналов - регулирует обработку информации в зависимости от поведенческих состояний. Исследователи обнаружили, что во время спокойного бодрствования нейроны в таламусе усиливают сигналы для движения вперед-назад, что отсутствует при анестезии или повышенном возбуждении. Визуализируя активность нейронов у бодрствующих мышей, они обнаружили, что эта модуляция связана с изменением размера зрачка - маркера возбуждения.

«Увеличение зрачков совпало с более сильной реакцией на движение вперед-назад, что позволяет предположить, что таламус интегрирует сенсорные сигналы с поведенческим контекстом для определения приоритетности определенных визуальных стимулов. Эти результаты демонстрируют, как таламус интегрирует поведенческий контекст для динамического формирования визуальных представлений, изменяя способ обработки движений и расстановки приоритетов», - объяснили ученые.