Rozmiar naszej pierwotnej kory wzrokowej i ilość tkanki mózgowej przeznaczonej do przetwarzania informacji wizualnej w określonych miejscach przestrzeni wizualnej może przewidzieć, jak dobrze widzimy – odkrył zespół neuronaukowców. Badanie, które ukazało się w czasopiśmie Nature Communications, ujawnia nowy związek między strukturą mózgu a zachowaniem.
Odkryliśmy, że możemy przewidzieć jak dobrze ktoś widzi na podstawie unikalnej struktury jego pierwotnej kory wzrokowej. Wykazując, że indywidualne różnice w strukturze ludzkiego mózgu wzrokowego są powiązane z różnicami w funkcjonowaniu wzrokowym, możemy lepiej zrozumieć, co leży u podstaw różnic w sposobie postrzegania i interakcji ludzi ze środowiskiem wizualnym”.
Marc Himmelberg, główny autor, badacz postdoktorancki, New York University’s Center for Neural Science i Department of Psychology
Podobnie jak w przypadku odcisków palców, nierówności i rowki na powierzchni mózgu każdej osoby są unikalne. Jednak znaczenie tych różnic nie jest w pełni zrozumiałe, zwłaszcza jeśli chodzi o ich wpływ na zachowanie, takie jak różnice w naszej zdolności widzenia.
W badaniu Nature Communications, Himmelberg i jego współautorzy, Jonathan Winawer i Marisa Carrasco, profesorowie z NYU’s Center for Neural Science i Departamentu Psychologii, starali się wyjaśnić znaczenie tych cech mózgu dla tego, jak widzimy.
Pierwotna kora wzrokowa (V1) jest ułożona w mapę obrazu wyświetlanego przez oko. Ale jak wiele rodzajów map, jest ona zniekształcona, z niektórymi częściami obrazu powiększonymi w porównaniu z innymi.
„Pomyśl o mapie metra w Nowym Jorku, która sprawia, że Staten Island wygląda na mniejszą niż Manhattan” – wyjaśnia Winawer. „Mapa zachowuje pewien stopień dokładności, ale powiększa regiony, które prawdopodobnie będą miały szersze znaczenie. Podobnie V1 powiększa centrum widzianego przez nas obrazu – czyli to, na czym nasze oczy są zafiksowane – w stosunku do peryferii.”
Dzieje się tak dlatego, że V1 ma więcej tkanki przeznaczonej dla centrum naszego pola widzenia. Podobnie, V1 powiększa lokalizacje na lewo i prawo od miejsca, w którym nasze oczy są fiksacji w stosunku do lokalizacji powyżej lub poniżej, ponownie z powodu różnic w układzie tkanki korowej.
Powiązane historie
Specyficzne reakcje mózgu na traumatyczne doświadczenia przewidują podatność na rozwój PTSD
Nowe odkrycie może otworzyć drzwi do ukierunkowanego leczenia dwóch typów rabdomyosarcoma
Badanie pokazuje różnice komórkowe w rozwoju mózgu między współczesnymi ludźmi a neandertalczykami
Wykorzystując funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI), naukowcy zmapowali wielkość pierwotnej kory wzrokowej (lub „V1”) u ponad dwóch tuzinów ludzi. Badacze zmierzyli również ilość tkanki V1, którą te osoby przeznaczyły na przetwarzanie informacji wizualnych z różnych miejsc w ich polu widzenia – miejsc po lewej, prawej, powyżej i poniżej fiksacji.
Uczestnicy podjęli się również zadania mającego na celu ocenę jakości ich widzenia w tych samych miejscach pola widzenia, co pomiary V1. Uczestnicy rozróżniali orientację wzorów wyświetlanych na ekranie komputera, które były wykorzystywane do pomiaru „wrażliwości na kontrast” lub zdolności do rozróżniania obrazów.
Ich wyniki pokazały, że różnice w powierzchni V1 mogą przewidzieć pomiary wrażliwości na kontrast u ludzi. Po pierwsze, ludzie z dużą V1 mieli lepszą ogólną wrażliwość na kontrast niż ci z małą V1 (największa powierzchnia to 1776 milimetrów kwadratowych [mm2], a najmniejsza to 832 mm2). Po drugie, osoby, których V1 miała więcej tkanki korowej przetwarzającej informacje wizualne z określonego regionu w ich polu widzenia, miały wyższą czułość kontrastu w tym regionie w stosunku do osób z mniejszą ilością tkanki korowej dedykowanej temu samemu regionowi. Po trzecie, u wszystkich uczestników, wyższa czułość kontrastu w określonym miejscu (np. po lewej stronie) niż w innym miejscu równo oddalonym od fiksacji (np. powyżej) odpowiadała odpowiednio regionom z większą lub mniejszą ilością tkanki korowej.
„Podsumowując, im więcej lokalnej powierzchni V1 poświęconej kodowaniu określonej lokalizacji, tym lepsze widzenie w tym miejscu” – podsumowuje Carrasco. „Nasze odkrycia pokazują, że różnice w percepcji wzrokowej są nierozerwalnie związane z różnicami w strukturze pierwotnej kory wzrokowej w mózgu”.
