Удивительное открытие, опубликованное сегодня в Current Biology, показывает, что у людей и других приматов информация из глаз не только отправляется в зрительную кору для сложной обработки, которая обеспечивает стереоскопическое зрение, но также может напрямую передаваться в глубокие цепи мозга для внимания и эмоций. .«Клетки мозга, которые мы идентифицировали, предполагают, что человек и другие приматы сохраняют зрительный путь, восходящий к примитивным системам позвоночных животных, таких как рыбы и лягушки», — сказал профессор Сиднейского университета Пол Мартин из Сиднейской медицинской школы, возглавлявший команду, которая сделал открытие.«В конце концов, эти связи, возможно, не были потеряны во время эволюции людей и других приматов», — говорит Мартин, который предполагает, что приматы обладают лучшим из всех возможных визуальных миров: полным стереозрением и способностью быстро обнаруживать опасность и реагировать на нее.Способность зрительной системы приматов создавать трехмерные изображения своего окружения хорошо известна — это то, что позволяет людям играть в теннис и пользоваться другими мелкими моториками, такими как продевание иглы.
Для этого у приматов есть два обращенных вперед глаза, которые фиксируют один и тот же вид под немного разными углами, и зрительную систему, которая хранит информацию от каждого глаза отдельно, пока она не достигнет зрительной коры головного мозга. Там сложная обработка объединяет два вида одной и той же сцены для создания трехмерного изображения.
Грызуны, с другой стороны, больше озабочены обнаружением и избеганием хищников, и их зрительные системы отражают это: их глаза расположены по бокам головы, сканируют разные поля зрения, а стереозрение оставляет желать лучшего.И у приматов, и у грызунов сообщения от двух глаз попадают в мозг через небольшую структуру, называемую латеральным коленчатым ядром или LGN, которая состоит из кусочков нервных клеток, расположенных как губка в слоеном пироге. И хотя у грызунов клетки LGN могут срабатывать в ответ на один или оба глаза, до сих пор нейробиологи думали, что у приматов клетки LGN срабатывают только в ответ на сигналы от одного глаза.
Теперь команда Мартина обнаружила подмножество клеток, зажатых между основными слоями LGN у мартышек, которые активируются в ответ на сигналы от обоих глаз. Свойства и связи этих «двухглазых» клеток напоминают клетки LGN грызунов.
«Сначала мы подумали, что совершили ошибку, но повторили эксперимент и оказались правы — клетки реагировали на сигналы любого глаза», — говорит Натали Зеатер, аспирант CIBF и ведущий автор статьи.Более того, у грызунов двухглазные клетки прикрепляются к подкорковым областям мозга, таким как миндалевидное тело, которые помогают обрабатывать эмоции и реакции страха, а также к областям, которые играют роль в способности животного замечать важные события в окружающей среде — например, приближающийся кот. Как именно работают эти примитивные схемы, до сих пор остается загадкой. Но их можно проследить в мозге позвоночных от рыб до лягушек и грызунов.
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что они запускают цепь тревоги, которая делает мозг более внимательным к важным визуальным сигналам — например, связанным с опасностью или едой.«Нет сомнений в том, что обработка сложной визуальной информации в коре головного мозга — это то, что делает возможным уникальное поведение человека», — говорит Мартин. «Но эти двухглазные клетки предполагают, что другие типы визуальной информации не менее важны — они позволяют человеческому виду выжить, чтобы участвовать в сложном поведении».
Исследователи планируют глубже изучить функцию двухглазных клеток, сначала исследуя, существуют ли такие же прямые связи между двуглазными клетками и центрами обработки эмоций, как у крыс.