Международная группа нейроученых провела комплексное исследование, изучая то, как взаимодействие между зрительной корой и языковыми центрами мозга влияет на обработку знаний о цвете объектов. В работе, опубликованной в журнале PLOS Biology, использовались методы диффузионной МРТ, функциональной МРТ и нейропсихологического тестирования у 33 пациентов с инсультом и 35 здоровых людей.
На рисунке показана связь между целостностью проводящих путей белого вещества в зоне VOTC и нейронной активностью, связанной с распознаванием цвета объектов, включая схему эксперимента, карты активации и статистический анализ. Credit: Bo Liu et al. / PLOS Biology 2025
Основное внимание исследователи сосредоточили на вентральной затылочно-височной коре (VOTC) – области, традиционно связанной с обработкой зрительной информации о цвете. Для точного определения зон интереса исследователи сначала провели эксперимент с фМРТ-сканированием 35 здоровых участников, в котором испытуемые определяли, можно ли считать красным типичный цвет изображенных черно-белых фруктов и овощей.
С помощью анализа подобия представлений (RSA) авторы выделили специализированную зону VOTC, реагирующую именно на знания о цвете объектов, а не на их форму или общую семантику.
У пациентов с инсультом ученые обнаружили, что структурная целостность белого вещества, соединяющего VOTC с левой дорсолатеральной передней височной долей (LdlATL) – областью, относящейся к языковой системе, – значимо связана с силой нейронного представления знаний о цвете в самой VOTC. Этот эффект сохранялся даже после того, как учитывали общий объем поражения, повреждения серого вещества в соединяемых областях и целостность зрительных путей от затылочного полюса к VOTC. При этом аналогичное соединение VOTC с правой передней височной долей такую связь не продемонстрировало.
Нейропсихологическое тестирование выявило, что нарушение целостности соединения VOTC-LdlATL приводит к дефициту в заданиях на определение цвета объектов, причем как в вербальной (сопоставление черно-белого изображения с названием цвета), так и в невербальной (оценка правильности окраски объектов) формах. Эта связь не объяснялась общими нарушениями распознавания объектов или цветов, что говорит о специфической роли этого соединения именно в обработке знания о цвете объектов.
Исследователи также провели дополнительные анализы, разделив соединение VOTC-LdlATL на три части по продольной оси. Оказалось, что все три участка вносят вклад в представление цветовых знаний, что указывает на функциональную целостность этого проводящего пути. При этом у пациентов с поражениями только левого полушария (18 человек) наблюдалась схожая, хотя и менее значимая из-за меньшего размера выборки, картина взаимосвязей.
Полученные данные позволят лучше понимать механизмы различных нейрокогнитивных нарушений и разрабатывать методы реабилитации пациентов с дефицитом семантических знаний.
Текст: Полина Ложкина
Object knowledge representation in the human visual cortex requires a connection with the language system by Bo Liu et al. in PLOS Biology. Published May 2025.