Учёные выяснили, как мозг разрешает конфликты между зрительными областями

Иногда то, что мы видим, не сразу обретает смысл. Тень может на мгновение напомнить лицо, а один объект — на долю секунды показаться другим. Новое исследование предполагает, что мозг разрешает такие визуальные конфликты, позволяя разным областям сравнивать свои интерпретации до тех пор, пока не сложится более согласованная картина.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Neuroscience, научный сотрудник лаборатории Cold Spring Harbor Laboratory Митра Джавадзаде и её коллеги из Кембриджского университета и Университетского колледжа Лондона изучили, как взаимодействуют две соседние области зрительной коры. Они обнаружили: когда активность в этих областях совпадала, общий паттерн сохранялся. Когда же области формировали конфликтующие паттерны, расхождение исчезало за доли секунды.

Результаты предлагают возможное объяснение того, как мозг объединяет информацию от специализированных областей в единое, связное восприятие.

Как специализированные области мозга работают вместе

Разные части мозга отвечают за обработку разных потоков сенсорной информации, однако наш опыт восприятия мира обычно ощущается целостным, а не фрагментированным. Понимание того, как эти специализированные системы координируются между собой, — одна из главных задач нейробиологии.

«Мы пытаемся понять, как может существовать столь высокая степень специализации между этими разными блоками и при этом всегда сохраняться целостный согласованный результат», — говорит Джавадзаде.

Исследователи сосредоточились на двух хорошо известных областях зрительной обработки в неокортексе мозга: первичной зрительной коре (V1) и латеромедиальной зрительной области (LM). Обработка зрительной информации не идёт просто в одном направлении от одной области к другой. Вместо этого эти области постоянно обмениваются информацией друг с другом.

Проверка того, что происходит при расхождении зрительных областей

Чтобы изучить эту коммуникацию, Джавадзаде и её коллеги обучили мышей различать два зрительных паттерна, наклонённых в противоположных направлениях. Животные получали вознаграждение за распознавание только одной из ориентаций.

Во время выполнения задачи исследователи временно отключали либо V1, либо LM и наблюдали, как ведёт себя оставшаяся область без своего обычного партнёра. Затем команда использовала эти наблюдения для создания модели искусственной нейронной сети цепи V1-LM. С помощью этой модели они могли проверить, как система может реагировать при изменении определённых нейронов.

Результаты выявили поразительную закономерность. Активность, конфликтовавшая между двумя областями мозга, быстро исчезала, тогда как активность, общая для обеих областей, сохранялась дольше.

«Мы обнаружили, что со временем такие типы связей между областями реализуют механизм, который мы называем построением консенсуса», — объясняет Джавадзаде.

Возможный механизм консенсуса в масштабах всего мозга

Исследование охватило лишь две области, участвующие в зрении, но сейчас исследователи изучают, может ли тот же процесс действовать шире — по всему неокортексу.

«Например, когда то, что вы видите, противоречит тому, что вы слышите, используете ли вы всё те же механизмы, чтобы примирить эти два сигнала?» — задаётся вопросом она.

Если динамическое построение консенсуса окажется широко распространённым, это поможет учёным лучше понять, как мозг объединяет конкурирующие сигналы в стабильную интерпретацию мира. Это также может пролить свет на то, что происходит, когда разным областям мозга не удаётся прийти к одному выводу.

Идея может иметь последствия даже за пределами нейробиологии. Похожие принципы могли бы помочь исследователям понять, как системам искусственного интеллекта следует обрабатывать конфликтующие потоки информации и решать, каким сигналам доверять.

«Хотя мы понимаем отдельные строительные блоки мозга, что является тем клеем, который соединяет их вместе?» — спрашивает Джавадзаде. «Понимание этого в конечном итоге поможет нам понять, как мозг работает как единое целое».

Источники:

Материалы предоставлены Cold Spring Harbor Laboratory.

Mitra Javadzadeh, Marine Schimel, Sonja B. Hofer, Yashar Ahmadian, Guillaume Hennequin. Reciprocal connections dynamically build consensus between neocortical areas. Nature Neuroscience, 2026; DOI: 10.1038/s41593-026-02437-3