Мозг фильтрует восприятие в зависимости от текущей цели

Мозг у млекопитающих можно разделить на зоны, каждая из которых выполняет свою особую функцию (хотя такое деление в известной мере условно). Какие-то зоны отвечают за те или иные аспекты восприятия, какие-то — за принятие решений, какие-то — за непосредственное выполнение действий… Например, соматосенсорная кора следит за информацией, поступающей от осязательных рецепторов. При этом разные функциональные области связаны друг с другом и находятся в постоянном общении. И нейробиологи давно пытаются понять, как устроен обмен данными и что при этом происходит.

Учёным из Университета Цюриха (Швейцария) в этом смысле повезло — им удалось выяснить, как взаимодействуют чувственно-воспринимающие зоны коры и те, что принимают решение. Исследователи из группы Фритьофа Хельмхена ставили следующий опыт: одну группу мышей учили различать мелкозернистую и крупнозернистую наждачную бумагу, чтобы получить награду, а других мышей заставляли с той же целью определять угол, под которым лежит металлический стержень. Пока животные ощупывали своими вибриссами поверхность предмета, исследователи следили за активностью нейронов в первичной соматосенсорной коре мышей, а также за передачей сигналов в клетки вторичной соматосенсорной и двигательной коры.

Когда мышь ощупывала наждачную бумагу, в её соматосенсорной коре активировались в первую очередь те клетки, которые посылали сигнал во вторичную соматосенсорную кору. Если же грызун определял, как повёрнут металлический стержень, то сигнал из первичной соматосенсорной коры поступал в первую очередь в двигательные участки. Но при этом, когда животные ощупывали наждачную бумагу или металлический стержень просто так, не имея в виду получить угощение, никакой разницы в активности нейронов не было.

То есть, как пишут исследователи в Nature, принятое решение влияло на механизм восприятия. А это значит, что нельзя объяснить пути информационных потоков в мозгу, исходя только из характера внешнего стимула.

Полученные результаты наглядно показывают, как мозг перераспределяет внешние данные в зависимости от текущей задачи. От этого будет зависеть и внимание, и концентрация, и скорость решения проблемы. Таких внутренних фильтров-регуляторов в мозге, скорее всего, великое множество, и далеко не все они имеют отношение к потокам данных, идущих от органов чувств.

Считается, что при заболеваниях вроде альцгеймеризма, аутизма, шизофрении и пр. между разными отделами мозга нарушается сообщение, потому что перестают работать эти самые регуляторы. Так что рассмотренные результаты вполне могут пригодиться не только в фундаментальной науке, но и в прикладной медицине.

Подготовлено по материалам Университета Цюриха. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.