Как мы видим и слышим: ученые изучили, как мозг обрабатывает сенсорные решения

Давно известный факт: одновременное использование двух органов чувств, например, зрения и слуха, обеспечивает более быструю и точную реакцию, чем опора на что-то одно. Представьте ситуацию: зверь, услышав шелест листьев и увидев движение, значительно увеличивает свои шансы уцелеть от нападения змеи.

Однако оставался открытым вопрос: каким образом мозг объединяет различные потоки сенсорной информации для принятия решений?

Группа международных нейробиологов из Рочестерского университета и Университетского колледжа Дублина выявила конкретный механизм этого процесса.

Благодаря электроэнцефалографии (ЭЭГ) они обнаружили, что визуальные и слуховые процессы начинаются независимо, подобно параллельным "батареям", но затем их сигналы сходятся в моторной системе. Именно в этой области происходит объединение, которое ускоряет реакцию.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Human Behaviour.

Участникам эксперимента демонстрировали простую точечную анимацию, одновременно воспроизводя серию звуков, и просили нажимать на кнопку при обнаружении изменений в точках, звуках или в обоих сигналах.

ЭЭГ показала, что при двойной стимуляции мозг накапливал сенсорную информацию раздельно, но перед выполнением движения объединял её в единый моторный импульс.

"Мы зафиксировали различные амплитуды накопления ЭЭГ для слуховых и зрительных сигналов, что указывает на существование независимых сенсорных аккумуляторов", пояснил руководитель исследования, профессор Саймон Келли.

Для проверки этой гипотезы команда ученых протестировала вычислительные модели.

В первой модели сенсорные системы конкурировали между собой ("гонка аккумуляторов").

Во второй модели их результаты интегрировались, а затем передавались в моторную систему.

Обе модели работали, пока исследователи не внесли небольшую задержку в зрительный или слуховой сигнал. В этом случае интеграционная модель намного лучше объяснила полученные экспериментальные данные.

"Наши результаты доказывают, что мозг действительно объединяет сенсорные решения до их передачи в двигательные области", подчеркнул Келли.

Директор Института нейробиологии Дель Монте, профессор Джон Фокс, отметил, что это открытие представляет собой конкретную модель нейронной архитектуры многосенсорного принятия решений.

"Чем глубже наше понимание фундаментальной организации мозга, тем лучше мы сможем интерпретировать особенности пациентов с когнитивными или сенсорными нарушениями", добавил Келли.

Эта работа является результатом многолетнего научного сотрудничества. В 2000-х годах лаборатория Фокса в Нью-Йорке объединила будущих авторов исследования, в том числе Келли и Мануэля Гомес-Рамиреса, нынешнего доцента когнитивных наук в Рочестерском университете.

"Мы дружим много лет, у нас разный опыт, но нас объединяет общий интерес понимание работы мозга", вспоминает Фокс, сообщает mkb11.

Обратите внимание: Ученики танцуют от счастья, а учителя возмущены: с 1 сентября исчезает важный школьный предмет