Ученые выяснили, что механизмы зрительного внимания возникли 500 млн лет назад

Новое исследование, опубликованное в журнале PLOS Biology, показывает, что базовые механизмы зрительного внимания появились более 500 миллионов лет назад. Ученые обнаружили, что древняя структура мозга — верхнее двухолмие — способна самостоятельно выполнять ключевые зрительные вычисления.

Тормозной нейрон (желтый) в верхнем двухолмии, формирующий сложную сеть, которая помогает подавлять окружающие зрительные сигналы. Конфокальное изображение Peng Cui. Источник: PLOS Biology

«Десятилетиями считалось, что эти вычисления являются исключительной прерогативой зрительной коры, но мы показали, что верхнее двухолмие, эволюционно более древняя структура, также может выполнять их автономно», — объясняет руководитель исследования Андреас Кардамакис из Института нейронаук.

Верхнее двухолмие действует как биологический радар, определяя наиболее значимые стимулы в окружающей среде. Когда что-то движется, блестит или внезапно появляется в поле зрения, эта структура первой реагирует и направляет взгляд в нужную точку.

Используя оптогенетику и компьютерное моделирование, исследователи наблюдали, как верхнее двухолмие генерирует подавление центрального стимула при активации окружающей области — характерный паттерн взаимодействия «центр-периферия», необходимый для обнаружения контрастов и границ.

Результаты предполагают, что способность выделять важные визуальные объекты не зависит исключительно от высших корковых областей, а глубоко укоренена в механизмах, общих для всех позвоночных. Эти древние цепи необходимы для обнаружения хищников, отслеживания добычи и избегания препятствий.

Понимание работы этих механизмов важно для изучения таких расстройств, как дефицит внимания и сенсорная гиперчувствительность, которые могут частично возникать из-за дисбаланса между корковой коммуникацией и фундаментальными цепями.

Исследование проводилось в рамках международного сотрудничества с участием Каролинского института (Швеция) и Массачусетского технологического института (США).