Перехват изображения: как биологи «прочитали мысли» животного
Ученые проследили за работой нейронов мыши и по этим данным восстановили видеоролик, который смотрел грызун. Научный обозреватель Forbes Анатолий Глянцев рассказывает о технологии, которая поможет объяснить, как работает зрение и мозг в целом
Нейробиологи практически увидели мир глазами подопытной мыши. Они превратили данные об активности нейронов в движущееся изображение. Тем самым ученые частично восстановили видеоролик, который показывали подопытному грызуну. Хотя качество изображения пока далеко от идеала, метод «дешифровки» нейронной активности может быть очень полезен для изучения мозга.
Незримое зрение
Видеть легко, а вот понять, как работает зрение, довольно сложно. Обработка зрительной информации начинается еще на сетчатке глаза. Далее зрительный нерв приносит ее в распределительную станцию мозга — таламус. После переработки в таламусе сигал поступает в первичную зрительную кору V1 (от английского visual). Эта зона коры разделяет информацию о форме, цвете и движении. Часть данных она обрабатывает сама, а остальное направляет во вторичную и следующие зоны зрительной коры. Сильно упрощая, можно сказать, что зона V1 распознает форму предметов, V2 и V3 дорисовывают недостающие линии, V4 распознает цвет, а V5 — движение. Дело окончательно запутывает тот факт, что информация то и дело «возвращается на доработку» в предыдущие зоны. В свое время нейробиологи с изумлением обнаружили, что 90% нейронных отростков, соединяющих таламус и зону V1, передают сигнал в обратном направлении — из коры в таламус.
Разобраться в этой картине сложно, но необходимо хотя бы для того, чтобы помочь людям с нарушениями зрения. Протез глаза, подключающийся прямо к зрительному нерву, пока остается мечтой. Сделать камеру размером с глаз легко, трудно перевести изображение на язык, понятный зрительным зонам мозга.
Нейросети живые и мертвые
Далеко не всякий эксперимент можно провести на человеке. Например, трепанация черепа разрешена только по медицинским показаниям. Поэтому ученые часто ограничиваются экспериментами на животных, особенно на мышах. Разместив датчик под черепом грызуна, можно в реальном времени следить за активацией буквально каждого нейрона в исследуемой области мозга.