Склонность людей во всем окружающем видеть то, что они заранее ожидают увидеть, может быть вызвана характерной мозговой деятельностью, в результате которой постоянно генерируются некие виртуальные предощущения. Такой вывод был сделан израильскими учеными на основе изучения спящих котов.

Даже тогда, когда глаза животных были закрыты, исследователи продолжали регистрировать спонтанные формы активности нейронов, подобные тому, что вызывают реальные события. Удивительно, но речь идет о первичной зрительной зоне коры головного мозга (primary visual cortex) - области, которая, как ранее считалось, служит исключительно для пассивной регистрации визуальных стимулов.

Чтобы сделать это открытие, Тал Кенет (Tal Kenet) и его коллеги из израильского Научно-исследовательского института имени Хаима Вейцмана (Weizmann Institute of Science) в Реховоте применили чувствительные к электрическому напряжению флуоресцентные красители, нанесенные на поверхность обнаженного мозга усыпленных с помощью обезболивающих средств котов. Эти красители меняют цвет нервных клеток (невроцитов, нейронов), рассматриваемых под микроскопом, в зависимости от степени испытываемого ими возбуждения.

Подобно неправильно настроенному экрану телевизора, порождающему мелькающие случайные изображения, отдыхающая кора головного мозга временами спонтанно воспроизводит яркие картины внешнего мира. Это выглядит так, будто глаза в этот момент были открыты и видели реальные объекты. Особо подчеркивается, что речь идет не о сновидениях, поскольку описываемые процессы проходят на достаточно низком уровне в обычной цепочке обработки информации, как будто бы воображаемые картинки прыгали бы прямо перед закрытыми глазами. Значение этих внутренних "остаточных явлений" пока неясно. Они могут, например, отражать воспоминания, неявные ожидания, предвкушения или просто предметы, потенциально важные для субъекта.

Если то же самое верно и для людей, то эти виртуальные сцены могли бы даже представлять собой своеобразные "предсказания" нашего мозга касательно того, как окружающий наш мир должен выглядеть в тот или иной момент времени. Сенсорная стимуляция в таком случае может каждый раз модернизировать такие предвзятые мнения - и мы после этого по-другому смотрим на мир, когда снова открываем наши глаза.

Например, когда мы видим крошечное пятнышко на стене, и нам нужно понять, муха это или нет, некий участок на поверхности нашего мозга протяженностью в несколько миллиметров приходит в возбужденное состояние. Активизировавшиеся сотни тысяч нейронов сообща помогают решить, что это пятнышко напоминает, каковы его свойства: темное ли оно, зеленое, пушистое, вытянуто ли по вертикали или горизонтали? Некоторые нервные клетки чрезвычайно возбуждены, когда пятнышко вертикально, другие реагируют больше на горизонтальные или диагональные объекты. Так что вертикальное пятнышко порождает острова каких-то очень активных нейронов в море более спокойных, тогда как наклонное пятнышко дает в целом иную конечную структуру. Нейробиологи называют такие площадки в коре "картами ориентации" ('orientation maps').

До сих пор считалось само собой разумеющимся, что мозг не производит эти "карты", когда глаза закрыты. Продолжающаяся активность в коре воспринималась как случайное явление, подобное помехам на экране телевизора, отключенного от антенны. Интригующе поэтому выглядит вывод о том, что мозг, вероятно, просто методически "прокручивает" свои внутренние изображения. При этом оказываются задействованы и характерные связанные с той или иной картинкой "карты ориентации" - одна за другой, - что и удалось пронаблюдать израильским исследователям.

Новые данные решительно поддерживают теории "нисходящего" механизма восприятия, считает Дарио Рингач (Dario Ringach) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Преобладающая же до сегодняшнего дня теория опиралась на концепцию "восходящего" восприятия, при котором информационные потоки, поступающие от глаз, затем подвергаются более высокоуровневой обработке в специальных мозговых центрах.

Источники:
Brain fakes it - Nature News Service
Spontaneously emerging cortical representations of visual attributes - Nature
Neuroscience: Firing up perception - Nature Press Release for 30 October Issue