Исследователи из США подтвердили способность зрительной коры избирательно реагировать на пищу. В вентральной зрительной коре нашлись две области, которые активировались исключительно в ответ на демонстрацию еды, причем, любой – вне зависимости от ее жирности или даже цвета. Этот факт удалось проверить на нескольких наборах данных, включая самый большой набор изображений Natural Scenes Dataset (NSD), и полученные результаты оставались релевантными после применения нескольких методов анализа, что говорит об их истинности. Подробности опубликованы в журнале Communications Biology.
Области активации мозга в ответ на еду. Синим отмечены наиболее селективно активные зоны, располагающиеся вокруг веретенообразной извилины. Сredit: Nidhi Jain, et al. / Communications Biology 2023
Существование в зрительных долях, отвечающих за обработку зрительной информации, особых областей, которые бы активировались в ответ только на еду, кажется вполне логичным. У нас есть особая зона, которая отвечает за распознавание лиц – веретенообразная извилина (FFA), и с эволюционной точки зрения это очень важное приобретение. И не менее важно также иметь подобное для распознавания пищи. Исследователи, впрочем, довольно давно предполагали наличие подобной области и даже предпринимали неоднократные попытки ее найти, но данные получались разнородными, были слабо воспроизводимы и не вызывали однозначного доверия. Хотя некоторые находки все же указывали на весьма конкретно выраженную активацию в правой веретенообразной извилине в ответ на образы пищи.
Ученые из Университета Карнеги-Меллона в США решили уточнить предыдущие работы и нацелились на выявление областей мозга, которые обрабатывают визуальные свойства пищи в более общем контексте – то есть без явных или неявных попыток задействовать схемы, участвующие в вознаграждении, мотивации или важности сигнала для конкретного индивида. Для этого они провели два эксперимента.
В первом эксперименте использовался «свободный от гипотез» подход, при котором данные функциональной МРТ собирались массово при предъявлении любого из изображений NSD без фокусировки на характере образа. Также использовались реальные изображения из набора данных Microsoft COCO, в которых содержались как пищевые, так и непищевые «сцены». После тщательного анализа ученые выделили активность в двух отдельных областях вентральной третичной зрительной коры, которые окружали веретенообразную извилину и были ориентированы вдоль передне-задней оси.
Набор рандомно предъявляемых изображений. Сredit: Nidhi Jain, et al. / Communications Biology 2023
Во втором эксперименте ученые проверили избирательную активацию выбранных областей, разработав визуальный «локализатор» пищи – фото еды в оттенках серого на неоднородном фоне. И даже в этих условиях «пищевая кора» безошибочно реагировала на подходящие картинки. Интересно, что она оказалась расположена примерно одинаково у разных людей, когда определялась в соответствии с функциональным ориентиром (например, близостью к FFA).
Авторы считают, что эти результаты можно считать прямым доказательством, подтверждающим гипотезу о том, что избирательные к еде области в вентральной зрительной системе представляют собой новую область категориальной избирательности, аналогичную лицам, местам, объектам и словам. Причем, авторы напрямую исключили цвет и контекст изображения из числа основных факторов визуальных реакций на пищу.
«Наши эксперименты по идентификации областей, ответственных за обработку пищевых образов, соответствуют предыдущим выводам о функциональной избирательности и дополняют наше понимание организации зрительной системы человека», — говорят ученые.
Текст: Анна Хоружая
Selectivity for food in human ventral visual cortex by Nidhi Jain, et al. in Communications Biology. Published February 2023. https://doi.org/10.1038/s42003-023-04546-2
https://doi.org/10.1038/s42003-023-04546-2