Новое исследование ученых из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) раскрыло, как человеческий мозг реагирует на неожиданность. Оказалось, что при этом две области мозга работают сообща.
Ученые установили, что в непредвиденной ситуации мозг использует уже имеющиеся знания для прогноза ощущений и результатов наших действий. Если между прогнозом и реальностью возникает несоответствие, мозг использует новые данные для обновления внутренней модели и направления внимания на неожиданные события.
Команда приучила лабораторных мышей бегать по кругу за награду в виде клубничного молока. Затем грызунов поместили в среду виртуальной реальности – они бегали по «коридорам», а на стенах внезапно возникали различные изображения.
Ученые отслеживали активность нейронов в первичной зрительной коре головного мозга. Когда мыши сталкивались с неожиданным раздражителем, мозг избирательно повышал активность тех нейронов, которые были наиболее восприимчивы к этому раздражителю.
С помощью оптогенетики команда выделила две отдельные группы клеток, которые играли ключевую роль в данном процессе. Происходило синергетическое взаимодействие между неокортексом и таламусом.
«Мы обнаружили, что когда специфические тормозные интернейроны в неокортексе, известные как VIP-нейроны, неактивны, таламокортикальный вход подавляет активность коры. Однако, когда эти нейроны активны, таламический вход усиливает кортикальные реакции», – рассказали авторы.
Ученые пояснили, что VIP-нейроны действуют как «коммутатор», активируемый ошибками сенсорного прогнозирования. Такие исследования важны для лучшего понимания расстройств, влияющих на восприятие окружающей действительности. Так, при аутизме встречается сенсорная гиперчувствительность и избыточное внимание к несущественным деталям – это может быть связано с чрезмерными сигналами мозговых нейронов, сообщает Nature.
