Скорость обработки информации нейронами мозга – главный фактор, обеспечивающий выживание. Проголодавшимся рыбам требуется всего доли секунды, чтобы увидеть, отследить и броситься на добычу. Те же самые реакции помогают человеку заниматься спортом и вообще жить в мире, полном опасностей и возможностей. Благодаря рыбкам данио рерио (Danio rerio) американским ученым удалось лучше разобраться в данном процессе. Оптические участки мозга получают зрительные сигналы с сетчатки, отфильтровывают их и тут же посылают в другие отделы мозга, которые контролируют движения тела.

Ученые обнаружили, что когда рыбы видят нечто, что напоминает добычу, выходные нейроны зрительного нерва сильно активируются и посылают сигналы, давая остальной части мозга толчок, чтобы побудить рыб к действию. Но когда в поле зрения большая рыба, которая не является потенциальной добычей, выходные нейроны реагируют слабо.

Проведенные исследования могут пролить свет на то, как мозг обрабатывает визуальную информацию. «Мы особенно чувствительны к высококонтрастным, движущимся объектам, которые заполняют только небольшую часть нашего поля зрения, — утверждают ученые. — Когда вы стоите на улице с оживленным движением и отслеживаете проезжающие автомобили, способность к управлению координацией движения глаз очень важна».

Чтобы узнать больше о потоке визуальной информации, ученые использовали генетически модифицированных рыбок, наблюдая за отдельными нейронами их мозга и выясняя, как они передают сигналы.

Когда рыбкам показывали видеосъемку, благодаря которой покрывалась большая часть их поля зрения, оптические нейроны в выходном часть посылали слабый сигнал к остальной части мозга. Ни еды, ни действий. Но когда рыбки смотрели фильм, движущиеся черные полосы, которые имитировали размер и скорость плавания добычи, такой как парамеции, активировался сигнал от нейронов.

Так как же оптическая часть мозга принимает визуальную информацию из сетчатки, что именно указывает на потенциальную добычу, и как полученный сигнал трансформируется в призыв к действию?

Биологи обнаружили, что фильм, стимулирующий все поле зрения, активизирует широкий спектр нейронов на входе оптической части мозга, в том числе множество тормозящих нейронов. Те в свою очередь заглушают сигнал, когда он проходит через глубокие участки мозга. К тому времени, как сигнал поступает на выход, он становится очень слабым. Торможение настолько доминирует, что убивает сигнал.

Но когда в поле зрения попадает крошечный движущийся объект, возбуждается значительно меньшее количество тормозящих нейронов. Это позволяет сигналу пройти оптические участки в значительной степени свободно.

Ученые протестировали функции тормозных нейронов, блокируя их и наблюдая, как это отражается на способности данио рерио поймать добычу. «Теперь мы знаем, что тормозящие нейроны имеют ключевое значение в данном процессе, потому что если мы вмешиваемся в их функции животное теряет способность охотиться», — говорят ученые.

По материалам www.underwatertimes.com