Neurolodzy z Kalifornijskiego Instytutu Technologii w Pasadenie zidentyfikowali neurony odpowiedzialne za postrzeganie informacji wizualnej i tworzenie obrazu wizualnego. Osiągnięto to poprzez psychologiczne zjawisko zwane rywalizacją obuoczną. Artykuł naukowców został opublikowany w czasopiśmie Nature.
Do rywalizacji obuocznej dochodzi, gdy oczy przekazują do mózgu zupełnie inne informacje wizualne. Zwykle, aby stworzyć pełny obraz wizualny, mózg łączy ze sobą sygnały z obu oczu. Jednak w przypadku, gdy jedno oko widzi obraz, który w żaden sposób nie koreluje z tym, co widzi drugie oko, powstaje sytuacja, gdy osoba widzi naprzemiennie jeden lub drugi obraz. W tym przypadku „dodatkowe” informacje są po prostu tłumione bez docierania do naszej świadomości.
Naukowcy zajęli się tym zjawiskiem, aby określić, które neurony w korze mózgowej są odpowiedzialne za przełączanie percepcji z jednego obrazu na inny. Eksperyment obejmował dziewięciu pacjentów z padaczką, u których wszczepiono elektrody do mózgów w celu zarejestrowania aktywności niektórych obszarów ośrodkowego układu nerwowego. Ochotnikom dano serię obrazów do obejrzenia i zidentyfikowano wzorce, które wywoływały reakcję w neuronach przyśrodkowej powierzchni kory skroniowej i tych, które tego nie zrobiły. Obrazy zostały połączone w pary, z których każda zawierała rysunki obu typów.
Podczas testu kilka zdjęć zostało umieszczonych przed oczami ochotników w taki sposób, aby wywołać obuoczną rywalizację. Pacjenci naciskali przyciski, zwracając uwagę, który z dwóch obrazów widzieli, jak długo trwała ta percepcja i kiedy zmieniała się z jednego obrazu na drugi. Każda sesja, podczas której uczestnikom pokazywano po jednej parze rysunków, trwała 90-120 sekund, a pomiędzy obrazami było od 21 do 68 przejść.
Naukowcom udało się zidentyfikować poszczególne neurony, które specyficznie reagują na określony obraz. Jednocześnie włączanie lub wyłączanie tych komórek znajdujących się w przednim zakręcie obręczy półkul mózgowych oraz w przedpodatkowej korze ruchowej (pre-SMA) następowało nie tylko w samym momencie przejścia wzrokowego, ale także aż dwie sekundy przed nim. W płacie skroniowym odpowiedź neuronalna poprzedzała naciśnięcie przycisku o około jedną sekundę.
Jak piszą naukowcy w artykule, wyniki pokazują, że sieci neuronowe, które obejmują płaty skroniowe i czołowe półkul mózgowych i uczestniczą w procesach podświadomych, odgrywają ważną rolę w kształtowaniu ludzkiej świadomości. Ponadto naukowcom udało się zidentyfikować neurony, które zajmują wyższą pozycję w hierarchii przetwarzania informacji wzrokowej niż komórki nerwowe w dolnej części kory skroniowej, zidentyfikowane wcześniej w eksperymentach z naczelnymi.