Нейробиологи показали, как мозг формирует изображение, вызванное из памяти

Ученые из Пекинского педагогического университета выяснили, как мозг формирует воображаемое изображение. Главную роль в этом процессе играет первичная зрительная кора.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Постоянно перед нашим мысленным взором возникают яркие зрительные воспоминания об объектах или сценах. Ученые давно задаются вопросом, где в мозгу возникают эти воспоминания. Одной из областей-кандидатов является первичная зрительная кора. Она получает сенсорные сигналы, поступающие от глаз в реальном времени, и передает их в другие области мозга. Нейробиологи предположили, что эта же область мозга воспроизводит и изображения, сохраненные памятью.

Ученые обучили двух макак (Macaca fascicleis и Macaca rhesus) выполнять различные задачи по запоминанию и считывали реакции мозга с помощью массива микроэлектродов, имплантированных в первичную зрительную кору каждой обезьяны. Массив измерял активность 60-70 нейронов. Эксперимент продолжался в течение нескольких месяцев.

За десятки тренировок обезьяны научились ассоциировать цвет – красный или синий – с изображением черно-белых полос – вертикальных или наклонных. После тренировок обезьяны смотрели на полосы, а вспоминали – цвета. Обезьяны видели эхо сенсорного стимула, то есть, цвет возникал перед их мысленным взором. Это позволило различить паттерны активности при восприятии воображаемого и реального изображений.

Когда обезьяны вспоминали изображения, паттерн активности нейронов зрительной коры отличался от того, который регистрировался, когда они на тоже самое смотрели в реальности. Исследователи смогли определить, вспоминают ли обезьяны цвета, лица или ориентацию фигур, просто по паттерну активации нейронов. Зрительная кора уверенно различает воображаемое и действительное.

Вполне возможно, что для формирования изображений, вызванных памятью, важна не только зрительная кора. Флорис де Ланге из Университета Радбауд в Неймегене (Нидерланды), который не принимал участия в работе, говорит: "Существует вероятность, что фактическое кодирование воображаемых изображений происходит где-то в другом месте, и то, что вы видите в первичной зрительной коре, – это только следствие". Возможно, источником зрительных воспоминаний является префронтальная кора, а уже сформированное изображение возникает в первичной зрительной коре.

Но де Ланге признает, что работа китайских коллег – "это интригующее исследование, которое во многом выходит за рамки того, что мы знаем".