Зрительный механизм вашего мозга такой же, как и у меня?

Jun 18, 2024

Вы здесь:

15 августа 2023 г.

Долгое время считалось, что фундаментальная архитектура нашего мозга у разных людей устроена одинаково. Мы предположили, что зрительная кора каждого человека будет находиться в одинаковом положении и занимать одинаковую область мозга каждого человека. Оказывается, это не так.

Профессор Марчелло Роза — руководитель программы нейробиологии BDI Монаша и руководитель лаборатории структуры, функций и пластичности коры головного мозга. Вместе с доктором Алексом Пакеттом (Университет Квинсленда) он является соавтором статьи, посвященной организации мозга с особым акцентом на зрительную кору.

Профессор Роза сказала, что на удивление мало известно о том, насколько разнообразен человеческий мозг с точки зрения его функциональной организации.

«Все ли человеческие мозги имеют одинаковые области коры головного мозга — ту часть, которая отвечает за сознательное восприятие, умелые действия и когнитивные процессы? Одинаково ли организованы эти области у нас с вами?» - сказала профессор Роза.

«В этом исследовании мы использовали изображения сетчатки в зрительной коре — особенности, которые можно точно оценить количественно с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии — чтобы получить представление об этом вопросе», — сказал он.

Внимание исследователей было сосредоточено на второй и третьей зрительных областях (также известных как V2 и V3). Это были одни из первых визуальных областей, которые были подробно нанесены на карту более пятидесяти лет назад. С тех пор считалось, что они организованы стереотипно среди отдельных людей.

Схематическое изображение мозга, показывающее канонические области зрительной коры (V): V1 (желтый) V2 (оранжевый) V3 (синий) Изображение: Wikimedia Commons

В мозге наблюдалась неожиданная и высокая степень изменчивости. Исследование показало, что «учебный» взгляд на организацию V2 и V3 применим только к одной трети участников исследования, а у других двух третей наблюдаются более сложные геометрические отображения сетчатки на кору.

Эта работа поднимает важные вопросы о механизмах развития, ответственных за формирование визуальных карт, и указывает на то, что в мозге здорового населения существуют значительные различия.

«Это означает, что то, как наш мозг настраивает такую ​​функцию, как зрение, которая, как можно подумать, была относительно жесткой (по сути, это эволюционный шаблон без особых изменений), может в гораздо большей степени зависеть от нашего раннего взаимодействия с окружающей средой», — профессор Роза сказал.

«Мы использовали данные из базы данных Human Connectome Project (HCP). Одним из примечательных моментов является то, что все участники этого исследования имели нормальную зрительную функцию. Вы даже не догадаетесь, что их зрительный путь устроен иначе. Зрительная функция сохраняется в любом случае, но картирование мозга заметно варьируется от человека к человеку», — сказал он.

Доктор Элизабет Завитц, которая до недавнего времени была руководителем группы в Monash BDI, работала над анализом вместе с аспиранткой первого автора Фернандо Рибейро (из Университета Квинсленда).

«Фернанда применила новый подход к анализу, перепрофилировав меру сходства, распространенную в области машинного обучения, для парного сравнения мозга участников. Это позволило нам провести кластерный анализ и продемонстрировать, что в наборе данных HCP существует более одной «типичной» организации мозга», — сказал доктор Завитц.

С практической стороны исследование также поднимает вопросы о том, насколько надежно можно предсказать расположение и внутреннюю организацию областей на основе «шаблонов» мозга (усредненных карт, которые широко используются в исследованиях мозга).

Старший соавтор, доктор Алекс Пакетт, научный сотрудник Университета Квинсленда, сказал, что исследователи все чаще определяют расположение корковых зрительных областей, используя подход, основанный на шаблонах, а не эмпирические измерения.