Неврологи обнаружили новые факторы, способствующие улучшению зрения
Размер первичной зрительной коры и объем мозговой ткани, предназначенной для обработки визуальной информации в определенных местах зрительного пространства, может предсказать, насколько хорошо мы видим, обнаружила группа неврологов. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, раскрывает новую связь между структурой мозга и поведением.
"Мы обнаружили, что можем предсказать, насколько хорошо человек видит, основываясь на уникальной структуре его первичной зрительной коры", - объясняет ведущий автор Марк Химмельберг, постдокторант Центра нейронаук и факультета психологии Нью-Йоркского университета. "Показав, что индивидуальные различия в структуре зрительного мозга человека связаны с различиями в зрительном функционировании, мы сможем лучше понять, что лежит в основе различий в том, как люди воспринимают и взаимодействуют со своим зрительным окружением"
Как и отпечатки пальцев, бугорки и бороздки на поверхности мозга каждого человека уникальны. Однако значение этих различий не до конца понятно, особенно когда речь идет об их влиянии на поведение, например, на способность видеть. В исследовании Nature Communications Химмельберг и его соавторы, Джонатан Винавер и Мариса Карраско, профессора Центра нейронаук и факультета психологии Нью-Йоркского университета, попытались выяснить, какое отношение эти особенности мозга имеют к тому, как мы видим.
Первичная зрительная кора (V1) представляет собой карту изображения, проецируемого глазом. Но, как и многие виды карт, она искажена, причем некоторые части изображения увеличены по сравнению с другими.
"Вспомните карту метро Нью-Йорка, на которой Статен-Айленд выглядит меньше, чем Манхэттен", - объясняет Винавер. "Карта сохраняет некоторую степень точности, но она увеличивает регионы, которые могут представлять более широкий интерес". Аналогично, V1 увеличивает центр изображения, которое мы видим, то есть место, на котором фиксируется взгляд, по сравнению с периферией".
Это происходит потому, что V1 имеет больше тканей, предназначенных для центра нашего поля зрения. Аналогично, V1 также увеличивает места слева и справа от места фиксации взгляда по сравнению с местами выше или ниже, опять же из-за различий в расположении тканей коры головного мозга.
С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) ученые отобразили размеры первичной зрительной коры (или "V1") более чем у двух десятков людей. Исследователи также измерили количество ткани V1, выделенной этими людьми для обработки визуальной информации из различных мест в поле зрения - слева, справа, выше и ниже фиксации.
Эти участники также выполняли задание, направленное на оценку качества зрения в тех же местах поля зрения, что и при измерении V1. Участники различали ориентацию рисунков на экране компьютера, что использовалось для оценки "контрастной чувствительности", или способности различать изображения.
Результаты исследования показали, что различия в площади поверхности V1 могут предсказать результаты измерения контрастной чувствительности людей. Во-первых, люди с большим V1 имели лучшую общую контрастную чувствительность, чем люди с маленьким V1 (наибольшая площадь поверхности составляла 1 776 квадратных миллиметров [мм2], а наименьшая - 832 мм2).
Во-вторых, люди, в V1 которых было больше корковой ткани, обрабатывающей визуальную информацию из определенной области поля зрения, имели более высокую контрастную чувствительность в этой области по сравнению с теми, у кого было меньше корковой ткани, предназначенной для той же области. В-третьих, у всех участников исследования более высокая контрастная чувствительность в определенном месте (например, слева) по сравнению с другим местом, равноудаленным от фиксации (например, вверху), соответствовала областям с большим или меньшим количеством корковой ткани, соответственно.
"В итоге, чем больше площадь поверхности V1, предназначенная для кодирования определенного места, тем лучше зрение в этом месте", - заключает Карраско. "Наши результаты показывают, что различия в зрительном восприятии неразрывно связаны с различиями в структуре первичной зрительной коры мозга"
