Установлено местонахождение нейронов, отвечающих как за осознанное, так и за неосознанное восприятие изображений человеком. Эти нейроны локализованы в медиальной височной доле, однако внутри самой зоны работают по-разному. Работа с результатами исследования немецких нейрофизиологов опубликована в Current Biology.

Сознание — это избирательный процесс, поскольку только часть сенсорной информации становится осознанной — в этом случае говорят об осознанном восприятии. Бóльшая часть стимулов, поступающих с сенсорным систем, остается на уровне шума. Это, однако, не значит, что мозг не реагирует на такие стимулы, но восприятие остается неосознанным.

На данный момент неясно, какие нейронные механизмы лежат в основе как осознанного, так и неосознанного восприятия. Известно, что существует связь между осознанным восприятием и активностью отдельных нейронов в передних областях вентрального пути у низших приматов или в медиальной височной доли у человека (medial temporal lobe), но более точными сведениями до недавнего времени ученые не располагали.

Авторы новой работы, желая узнать больше про нейрофизиологию восприятия, зарегистрировали активность 2735 нейронов у 21 пациента с эпилепсией в ответ на визуальные раздражители. Эпилептики были выбраны в качестве объекта исследования потому, что в их мозг для мониторинга его состояния были имплантированы электроды — это значительно облегчало проведение исследования.

В начале исследователи, основываясь на предварительном скрининге, выбрали два изображения — T1 и T2. На данные изображения у испытуемых были зафиксированы достоверные реакции по показателям ЭЭГ. Участники испытаний должны были сообщить, когда они замечают эти изображения среди 14 других, с большой скоростью сменяющих друг друга у них перед глазами. 

Всего ученые провели 216 сеансов, разделенных на три «пробы» по 72 испытания в каждой. Между испытаниями была небольшая остановка. Последовательность изображений менялась после каждого испытания.

Дизайн эксперимента. Reber et al., 2017 / Current Biology

После каждого испытания испытуемые должны были нажимать на кнопку, сообщая ученым, заметили ли они среди показанных им изображений Т2, которое постоянно транслировалась позже, чем Т1 (их могло разделять не более трех других изображений). Таким образом, исследователи обращали внимание на то, замечали испытуемые Т2 или нет («Т2 видимое» или «Т2 невидимое»). При этом у участников эксперимента регистрировалось ЭЭГ. Также исследователи во время смены изображений следили за проявлением «внимательного моргания» (attentional blink). Считается, что этот процесс необходим для переключения вниманияс одного объекта на другой.

Хотя испытуемые знали, что изображение Т2 всегда следует за изображением Т1, они в некоторых пробах не нажимали на кнопку, иначе говоря, не замечали изображения Т2. Тем не менее, при каждой демонстрации этого изображения у них была зарегистрирована активность нейронов, то есть происходило неосознанное восприятие.

По возникавшим ответам нейронов на «Т2 видимое» или «Т2 невидимое» исследователи смогли понять, какие нейроны участвуют в формировании осознанного восприятия. Также ученые заметили разницу во времени восприятия и в локализации нейронов, отвечающих за осознанные и неосознанные раздражители. Как оказалось, нейроны в разных областях медиальной височной доли человека по-разному реагируют на видимые и невидимые раздражители. Реакция нейронов в задней части доли была одинакова, а ответы в средних и особенно передних областях медиальной височной доли происходили позже, были более продолжительными и слабыми.

Примеры ответов отдельных нейронов. Изображение в правом верхнем углу — стимул, который вызвал селективный отклик нейрона. Растровые графики показывают наблюдаемые времена ответов относительно начала стимула T1/T2. Цветное кодирование — это разные ответы: желтый — замечено T1, зеленый — замечено T2, красный: T2 — невидим. RPH — правая задняя часть гиппокампа; LA — левое миндалевидное тело; RPHC — кора правой части гиппокампа; LPHC — кора левой части гиппокампа. Reber et al., 2017 / Current Biology

Эти данные свидетельствуют о том, что для возникновения осознанного восприятия необходима синхронизация нейронных реакций во всей медиальной височной доле. Если синхронизации не происходит, восприятие остается на неосознанном уровне.

Ранее мы писали о том, что шведские нейрофизиологи обнаружили в мозге мыши нейроны, ответственные за внимание. А нейробиологи из Рокфеллеровского университета обнаружили, что ряд зон мозга у макак-резусов (Macaca mulatta), ответственных за восприятие и распознавание лиц, активизируются, только если изображение лица возникает вместе с изображением тела.

Автор: Лилия Фахранурова