Исследователи из Национального института глаза (ноу) определили критическое окно времени, что мышей нужно ключ в визуальных событий. Как мозг обрабатывает визуальную информацию, эволюционно консервативные области, известной как двухолмия уведомляет другие регионы мозга, что событие имело место. Ингибирование этой области мозга в течение определенного 100-миллисекундных окна заторможенное восприятие событий у мышей. Понимание этих ранних стадиях визуальной обработки может иметь последствия для условий, которые влияют на восприятие и зрительное внимание, как шизофрения и синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). Исследование было опубликовано онлайн в журнале нейронауки. Неи является частью национальных институтов здоровья.
«Одним из наиболее важных аспектов видения является быстрое обнаружение важных событий, как обнаружение угрозы или возможности на вознаграждение. Наш результат показывает, что это зависит от визуальной обработки в мозге, не только зрительной коры», — сказал Ричард Krauzlis, к. т. н., руководитель секции по движениям глаз и визуальное выделение в неи и старший автор исследования.
Способность зрительного восприятия — это знания о том, что видел что-то-зависит от глаза и мозг работают вместе. Сигналы в сетчатке путешествовать через ганглиозных клеток сетчатки нервные волокна к мозгу. У мышей, 85% ганглиозных клеток сетчатки подключиться к двухолмия. Двухолмия обеспечивает большую часть ранней визуальной обработки в этих животных. У приматов, чрезвычайно сложной зрительной коры берет на себя больше нагрузки визуальной обработки, но 10% ганглиозных клеток сетчатки до сих пор подключиться к двухолмия, которое управляет элементарные, но необходимые задачи восприятия.
Одной из таких задач является обнаружение того, что визуальное событие произошло. Двухолмия принимает информацию от сетчатки и коры головного мозга, и при наличии достаточных доказательств, что событие имело место в поле зрения, нейронов двухолмия огонь. Классические эксперименты в принятии решений восприятия подразумевает наличие субъекта, как человек или обезьяна, посмотри на изображение вертикальной решеткой (серия размытых вертикальных черных и белых линий) и решить, если или когда решетка вращается немного. В 2018 году, Krauzlis и Ван адаптировать эти классические эксперименты на мышах, открывая новые возможности для исследований.
«Хотя мы должны быть осторожны перевода данных от мыши к человеку, из-за разницы в визуальных систем, мышей имеют многие из тех же основных механизмов для обнаружения событий и зрительного внимания, как и люди. Генетические инструменты, доступные для мышей позволит нам изучить, как специфические гены и нейроны участвуют в управлении восприятием», — сказал Lupeng Ван, кандидат технических наук, первый автор исследования.
В этом исследовании, Ван И его коллеги использовали метод оптогенетики, чтобы жестко контролировать деятельность двухолмия с течением времени. Они использовали генетически модифицированных мышей, так что они могли бы превратить нейронов двухолмия или выключен с помощью луча света. Этот выключатель может быть приурочен как раз, что позволило исследователям определить, когда именно нейронов двухолмия были необходимы для обнаружения визуальных событий. Исследователи обучили мышей лизнуть в носик, когда они видели, как визуальное событие (вращение в вертикальной решетки), и чтобы избежать облизывая носик иначе.
Подавляя клетки двухолмия сделали мышей реже сообщают, что они видели события, и когда они это сделали, их решение занимает больше времени. Торможение должно было произойти в течение 100 миллисекунд (одна десятая секунды) интервал после визуального события. Если торможение было снаружи, что 100 миллисекунд, интервалы, решений мыши были в основном без изменений. Торможение было стороны-специфический: поскольку клетки сетчатки перекрещиваются и подключиться к двухолмия на противоположной стороне головы (левый глаз подключен к правому двухолмия и наоборот), блокируя правую сторону двухолмия депрессивных реакций на раздражители слева, а не справа.
«Возможность временно блокировать передачу нервных сигналов точного времени является одним из самых больших преимуществ использования оптогенетика в мыши и показывает именно тогда, когда решающие сигналы проходят через схему», — сказал Ван.
Интересно, что исследователи обнаружили, что дефицит в двухолмия ингибирование было значительно более выраженным, когда мыши были вынуждены игнорировать, что происходит в другом месте в их поле зрения. По сути, без деятельности двухолмия, мыши были не в состоянии игнорировать отвлекающие визуальные события. Эта способность игнорировать визуальные события, называемого зрительного внимания, является критической для навигации в сложных визуальных условиях реального мира.
«Двухолмия является хорошей мишенью для прощупывания этих функций, так как он имеет аккуратно организованный карту визуального мира. И это связано с менее аккуратно организованы регионов, как базальные ганглии, которые непосредственно вовлечены в широкий круг нервно-психических расстройств у людей», — сказал Krauzlis. «Это вроде как держа за руку друга, как вы достигнете в неизвестность».