Визуалната карта на мозъка започва да се подрежда още преди раждането

 

Човешкият мозък започва да организира карта на видимия свят още преди очите да са получили първия си истински зрителен опит. Анализ на магнитнорезонансни данни, публикуван в Science Advances, открива основни белези на тази организация в мозъка на бебета в утробата още от 21-вата гестационна седмица. Резултатът не означава, че нероденото дете „вижда“ като възрастен. Той показва нещо по-основно: съседни области от бъдещото зрително поле вече започват да се представят подредено в зрителната кора.

Тази подредба се нарича ретинотопия. Когато гледаме предмет, светлината му попада върху определено място в ретината. Информацията от близки точки на ретината се обработва от близки групи нервни клетки в мозъка. Получава се своеобразна карта, в която пространствените отношения от окото се запазват в кората. При възрастните тя може да се измери, като човек гледа движещи се точки или контрастни фигури в скенер. При плод подобен експеримент, разбира се, не е възможен.

Екипът на Со-Хьон Ю, Ан-Софи Кизлингер и Михаел Скайде използва друг подход. Учените анализират функционални MRI записи в покой от общо 871 участници — бебета от 21-вата седмица нататък, новородени, деца, юноши и млади възрастни. Данните идват от публични масиви на Human Connectome Project. Функционалният MRI не записва директно електрически импулси от невроните, а малки промени в кръвотока, свързани с активността на мозъчната тъкан.

Изследователите проследяват спонтанните връзки между първичната зрителна кора V1 и съседните области V2 и V3. С математически модел те проверяват дали моделът на тези връзки съдържа двата основни координатни принципа на зрителната карта. Единият е ексцентричността — колко далеч е дадена точка от центъра на зрителното поле. Другият е полярният ъгъл — посоката на тази точка спрямо центъра. И двата сигнала се откриват още в най-ранната изследвана възраст.

Това е важно, защото на 21 седмици клепачите обикновено все още са затворени, а матката не предоставя подредени образи като външния свят. Следователно основният план не може да се обясни само с обучение чрез гледане. Авторите предполагат, че го изграждат вродени механизми и спонтанна активност на развиващата се ретина. Преди раждането ретината произвежда вълни от сигнали, които могат да помогнат на нервните пътища да се свържат и да запазят пространствения ред.

Това не обезсмисля опита след раждането. Напротив, ранната карта е описана като „прото-ретинотопична“ — груба рамка, която по-късно се прецизира от светлината, движението и взаимодействието със средата. Изследването установява основната геометрия във V2 и V3, но не показва, че плодът разпознава форми, лица или предмети. Такива способности изискват по-сложни мрежи и продължително развитие.

Сравнението между възрастите позволява на екипа да проследи как организацията се стабилизира. Основният модел е налице пренатално, а след раждането става по-ясен и по-близък до картите при възрастни. Така резултатът подкрепя идея, позната от животински модели: мозъкът не започва като празен лист, но и не се ражда напълно завършен. Генетичната програма и самогенерираната нервна активност задават началната схема, а сетивният опит я дооформя.

В перспектива методът може да помогне за изследване на нарушения в развитието на зрителната система. Ако картите могат надеждно да се реконструират при отделен плод или новородено, отклоненията може да се откриват по-рано.

Най-сигурният извод е, че мозъкът подготвя сцената за зрението много преди раждането. Когато светлината достигне очите за първи път, част от пространствената инфраструктура вече е поставена. Следващата задача е да се разбере кога и как върху тази ранна карта се наслагват разпознаването на форми, движение и лица — уменията, които превръщат геометричната подредба в богат зрителен свят.

 

Източници

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.