ახალმა კვლევამ შეიძლება ფუნდამენტურად შეცვალოს ჩვენი გაგება ტვინის ვიზუალური დამუშავების სისტემის შესახებ და გახსნას ახალი გზები ნეიროლოგიური დარღვევების გასაგებად. წარმოიდგინეთ, რომ ყველაფერი, რაც ვიცოდით ტვინის მიერ სურათების ხედვისა და დამუშავების შესახებ, ნაწილობრივ არასწორია. როკფელერის უნივერსიტეტში ჩატარებულმა უახლესმა კვლევამ ეს დაადასტურა, რითაც ეჭვქვეშ დააყენა ათწლეულების განმავლობაში არსებული მოსაზრებები ვიზუალური აღქმის შესახებ.
ტრადიციულად, ნეირომეცნიერები ფიქრობდნენ, რომ ვიზუალური ინფორმაცია მიედინება მარტივიდან რთულისკენ, სადაც პირველადი მხედველობითი ქერქის ნეირონები ამუშავებენ მხოლოდ მარტივ მახასიათებლებს, როგორიცაა ხაზები და კიდეები, ხოლო უფრო რთული ობიექტების ამოცნობა ხდება „იერარქიის“ უფრო მაღალ საფეხურებზე. ჩარლზ დ. გილბერტის ლაბორატორიის კვლევამ, რომელიც გამოქვეყნდა პრესტიჟულ ჟურნალში PNAS, აჩვენა, რომ ეს სისტემა გაცილებით უფრო დინამიური და ორმხრივია, ვიდრე მანამდე გვეგონა.
უკუკავშირის გადამწყვეტი როლი
კვლევამ გამოავლინა, რომ ტვინის მხედველობით გზაზე მხოლოდ წინსვლითი (ქვემოდან ზემოთ) ინფორმაციის ნაკადი არ არის საკმარისი ვიზუალური აღქმისთვის. ნეირომეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ არსებობს ძლიერი „უკუკავშირის“ სისტემა, რომელიც ატარებს ინფორმაციას უფრო მაღალი დონის ქერქული არეებიდან უფრო დაბალი დონის არეებისკენ.
როგორ ჩატარდა კვლევა
მეცნიერებმა რამდენიმე წლის განმავლობაში შეისწავლეს მაიმუნები, რომლებიც გაწვრთნილი იყვნენ სხვადასხვა ობიექტების ამოცნობაში. ისინი იყენებდნენ fMRI ტექნოლოგიას ტვინის აქტივობის მონიტორინგისთვის და შემდეგ ელექტროდების მასივებს, რათა დაეფიქსირებინათ ინდივიდუალური ნეირონების აქტივობა სხვადასხვა ვიზუალური ტესტების დროს.
ექსპერიმენტებში, ცხოველებს აჩვენებდნენ როგორც სრულ, ისე ნაწილობრივ გამოსახულებებს და აკვირდებოდნენ, თუ როგორ რეაგირებდნენ ნეირონები. მათ უნდა ამოეცნოთ ობიექტები ან ეპოვათ შესაბამისობა სხვადასხვა ვიზუალურ სტიმულებს შორის.
ადაპტური ნეირონები
კვლევის შედეგად აღმოჩნდა, რომ ნეირონების ფუნქციები მოქნილი და ადაპტურია – ერთი და იგივე ნეირონი შეიძლება განსხვავებულად რეაგირებდეს განსხვავებულ კონტექსტში. ეს მიდგომა რადიკალურად ცვლის ტრადიციულ შეხედულებას, რომლის მიხედვითაც ნეირონებს აქვთ ფიქსირებული და უცვლელი ფუნქციები. ეს ნეირონები არიან ადაპტური პროცესორები, რომლებიც იცვლებიან მომენტიდან მომენტამდე, იღებენ სხვადასხვა ფუნქციებს, რომლებიც შესაბამისია უშუალო ქცევითი კონტექსტისთვის. ეს მიკვლევა მიანიშნებს, რომ ტვინი შეიძლება გაცილებით უფრო დინამიური იყოს, ვიდრე ადრე ვფიქრობდით.
გამოვლენილი ორმხრივი კომუნიკაცია
კვლევამ ასევე აჩვენა, რომ მხედველობითი ქერქის სხვადასხვა დონეებს შორის არსებობს მუდმივი ორმხრივი კომუნიკაცია. უფრო მაღალი დონიდან მომავალი უკუკავშირი გადასცემს ინფორმაციას, რომელიც შეძენილია ჩვენი წინა გამოცდილებიდან.
მეცნიერების თქმით, ეს პროცესი შეიძლება შედარდეს დიალოგს – მაღალი დონის ქერქული არეები „უგზავნიან ინსტრუქციას“ დაბალ არეებს „კონკრეტული გამოთვლის შესასრულებლად“, ხოლო დაბრუნების სიგნალი არის ამ გამოთვლის შედეგი. ასეთი ინტერაქცია მუდმივად მიმდინარეობს ვიზუალური სამყაროს აღქმისას.
პლასტიკურობის მნიშვნელობა
კვლევის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი მიგნებაა ის, რომ ზრდასრული ტვინის პლასტიკურობა – ანუ უნარი შეცვალოს თავისი ფუნქციური თვისებები და წრედები – შეიძლება იყოს გაცილებით უფრო მნიშვნელოვანი, ვიდრე მანამდე ითვლებოდა.
გილბერტის ლაბორატორიამ ასევე აღმოაჩინა გრძელი-დისტანციის ჰორიზონტალური კავშირები ქერქულ წრედებში, რაც საშუალებას აძლევს ნეირონებს დააკავშირონ ინფორმაციის ნაწილები მხედველობითი ველის გაცილებით დიდ არეალებზე, ვიდრე ეს მანამდე ითვლებოდა შესაძლებლად.
გავლენა მომავალ კვლევაზე და კლინიკურ გამოყენებაზე
ეს აღმოჩენები არა მხოლოდ ცვლის ჩვენს გაგებას ვიზუალური აღქმის შესახებ, არამედ შეიძლება მნიშვნელოვანი იმპლიკაციები ჰქონდეს ნეიროლოგიური დარღვევების კვლევისთვის. გილბერტი ამბობს, რომ „ზემოდან ქვემოთ“ ურთიერთქმედებები შეიძლება ცენტრალური იყოს ყველა ტვინის ფუნქციისთვის, მათ შორის სხვა შეგრძნებებისთვის, მოტორული კონტროლისთვის და კოგნიტური ფუნქციებისთვის.
რა ნიშნავს ეს ჩვენთვის
ეს კვლევა ფუნდამენტურად ცვლის ჩვენს გაგებას იმის შესახებ, თუ როგორ ვხედავთ და ვიცნობთ სამყაროს. ეს მიუთითებს, რომ ვიზუალური აღქმის პროცესი არის გაცილებით უფრო დინამიური, ადაპტური და კონტექსტზე დამოკიდებული, ვიდრე მანამდე ითვლებოდა.
გილბერტის კვლევა მიუთითებს, რომ ჩვენი ტვინის უნარი – დაინახოს და ამოიცნოს ობიექტები – არის არა მხოლოდ მარტივი, ხაზოვანი პროცესი, არამედ რთული, ორმხრივი კომუნიკაციის სისტემა, რომელიც ეფუძნება როგორც მიღებულ ვიზუალურ ინფორმაციას, ისე ჩვენს წინა გამოცდილებას.
ეს ახალი პერსპექტივა შეიძლება დაგვეხმაროს უკეთ გავიგოთ არა მხოლოდ როგორ ვხედავთ, არამედ როგორ ვსწავლობთ, ვადაპტირდებით და ვურთიერთობთ სამყაროსთან. ასევე, შესაძლოა გახსნას ახალი გზები ნეიროლოგიური და განვითარების დარღვევების შესწავლისა და მკურნალობისთვის.
წყარო: Sciencedaily
