Нейробиологи из Института Аллена в Сиэтле и Калифорнийского университета в Беркли раскрыли ключевой механизм работы мозга, позволяющий видеть целостные изображения даже при наличии пробелов в визуальной информации.
Исследование выявило особый класс нейронов — IC-энкодеры, которые активируются при восприятии оптических иллюзий и помогают мозгу «добирить» недостающие визуальные элементы.
Эксперименты проводились на мышах, которым показывали изображения с иллюзорными контурами, создаваемыми фрагментами окружностей, напоминающих персонажей из игры Pacman. Анализ активности мозга показал, что IC-энкодеры реагируют именно на иллюзорные формы, а не на реальные контуры.
С помощью двухфотонной кальциевой визуализации и голографической оптогенетики учёные смогли не только зафиксировать активность этих нейронов, но и искусственно активировать их лазерным светом, вызывая зрительную «галлюцинацию» — паттерн активности мозга, подобный реакции на настоящие иллюзии.
Результаты показали, что визуальное восприятие — это не просто пассивный приём информации, а активный процесс, где мозг реконструирует недостающие образы, интегрируя данные снизу вверх и сверху вниз. IC-энкодеры получают сигналы с высших отделов зрительной коры и усиливают представление об иллюзорных контурах в первичной зрительной коре, обеспечивая завершенность восприятия.
Работа позволяет глубже понять нейронные механизмы обработки визуальных сигналов и может помочь в изучении патологий восприятия, таких как галлюцинации при шизофрении. Кроме того, эти открытия лежат в основе разработки более совершенных систем компьютерного зрения и искусственного интеллекта.