Нейроны V2 реагируют на границы предметов в зависимости от их направления

Двое исследователей из Института биологических исследований Солка изучили, как на визуальные сигналы отвечают нейроны зрительной зоны V2 — одной из областей экстрастриарной зрительной коры мозга. О своей работе ученые рассказали в журнале Nature Communications.

«Понимание того, как мозг распознает внешний вид предметов, важно не только для наших знаний о зрении, но и для осознания работы мозга в целом. Большая часть нашего мозга состоит из повторяющихся "вычислительных" единиц — кортикальных колонок. В случае зрения мы можем с большой точностью задавать входящий сигнал и количественно анализировать, как сигналы преобразуются в мозге», — рассказал один из авторов статьи, профессор Института биологических исследований Солка Татьяна Шарпи.

Ученые разработали статистический метод, который позволяет учитывать сложную реакцию нейронов и описывает их в доступном для анализа виде. Чтобы создать эту модель, они использовали данные о реакции нейронов мозга приматов, когда им показывали фотографии.

«Мы применили новую статистическую технику, чтобы выяснить, какие черты видео побуждают нейроны зрительной зоны V2 изменять свою реакцию. Оказалось, что они отвечают на сочетание линий», — поделился соавтор исследования, постдок Института биологических исследований и ассистент Шарпи Райан Роукэмп.

В своей работе ученые описали три принципа, по которым работают нейроны зрительной зоны V2. Во-первых, они рассматривают сразу несколько линий с похожим направлением. Благодаря этому небольшие границы, по которым изменяются предметы, лучше воспринимаются. Во-вторых, если нейрон активизируется линией определенного направления, то перпендикулярная ей линия будет подавлять его активность. В-третьих, различаемые «образцы» могут повторяться, что помогает различать текстурные поверхности предметов и границы между ними.