Исследование проливает новый свет на происхождение звуковой активности в зрительной коре мышей.
Недавние исследования показали, что области мозга, которые ранее считались обрабатывающими только определенный тип сенсорных стимулов, такие как зрительная кора, также могут подвергаться воздействию других сенсорных стимулов. Это может означать, что эти области мозга на самом деле являются мультисенсорными, а это означает, что они могут обрабатывать различные сенсорные стимулы.
Исследователи из Университетского колледжа Лондона недавно провели исследование, направленное на дальнейшее изучение этой гипотезы, в частности, на изучение вызванной звуком активности в зрительной коре или области V1 мозга мыши. Их результаты, опубликованные в журнале Nature Neuroscience , указывают на возможное происхождение активности V1, вызванной слуховыми раздражителями.
«Появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что зрительная кора активируется звуками и, таким образом, также является «слуховой», — сказал Medical Xpress Селиан Бимбард, один из исследователей, проводивших исследование. «Поле пытается понять, почему эти сигналы здесь и откуда они берутся. Считается, что они наследуются от слуховой коры , которая посылает проекции в зрительную кору. В нашем исследовании мы поставили под сомнение этот консенсус: мы протестировали гипотеза о том, что эти сигналы на самом деле исходят от вызванных звуком изменений во внутреннем состоянии и поведении животного».
Прошлые исследования в области неврологии постоянно показывали, что звуки иногда могут вызывать движения тела . В последние годы некоторые исследования показали, что эти непроизвольные движения тела могут вызывать широкомасштабную активность во всем мозге.
В рамках своего исследования Бимбард и его коллеги проверили гипотезу о том, что «слуховые» реакции в зрительной коре на самом деле имеют поведенческое происхождение. Их предсказание заключалось в том, что эти ответы будут одинаковыми для нейронов и областей мозга , не будут зависеть от входных сигналов слуховой коры и их будет легко связать с поведением мышей, на которых они экспериментировали.
«Чтобы проверить эту гипотезу, мы проигрывали звуки пассивно слушающим мышам, одновременно отслеживая движения их тела и записывая активность их мозга с помощью датчиков высокой плотности Neuropixels», — объяснил Бимбард. «Мы увидели, что ответы нейронов зрительной коры были очень похожи друг на друга и даже были похожи на ответы из другой области мозга, формации гиппокампа, которая получает очень мало слуховой информации».
Впоследствии исследователи также выполнили трансэктомию у мышей, чтобы вырезать волокна, идущие от их слуховой к зрительной коре. Интересно, что они обнаружили, что вызванные звуком ответы в зрительной коре мышей сохранялись даже после хирургического разрыва связи со слуховой корой.
В конечном счете, Бимбард и его коллеги построили ряд моделей, которые предсказывали источник вызванных звуком ответов в зрительной коре (т. е. были ли они получены непосредственно из звука, из поведения/движений мышей или из комбинации факторов). оба). Они обнаружили, что поведение мышей само по себе полностью объясняет все эти реакции.
«Наше исследование было сосредоточено на слуховых реакциях зрительной коры, но оно может быть применимо и ко многим другим контекстам», — сказал Бимбард. «Опираясь на предыдущие исследования, наши результаты подразумевают, что, чтобы понять, что делают нейроны в мозге, нам нужно сделать шаг назад и всегда смотреть на то, что может делать весь мозг и тело вокруг них. методологические подходы (т. е. поведение следует тщательно контролировать) и концептуальные вопросы (т. е. важны ли эти воплощенные репрезентации для мозга и поведения? Поддерживают ли они какие-либо вычисления для восприятия или познания в целом?)».
В целом, недавнее исследование этой группы исследователей предполагает, что зрительная кора реагирует не на слуховые стимулы как таковые, а скорее на непроизвольное поведение и движения, вызванные этими стимулами . Другими словами, зрительная кора, по-видимому, не обрабатывает слуховые стимулы . Вместо этого он, по-видимому, реагирует на низкоразмерные сигналы, связанные с внутренним состоянием и поведением животного.
«Следующим шагом в нашем исследовании будет понимание того, откуда берутся эти связанные с поведением сигналы и как они взаимодействуют с локальной активностью мозга », — добавил Бимбард.
