Нейробиологи Джорджтаунского университета показали, что визуальная кора у людей, рожденных слепыми, не простаивает, а активно работает. Она решает многие задачи, которые у нормального человека решают совсем другие регионы мозга. Ученые показали, что нейронные паттерны визуальной коры у слепых людей никогда не совпадают, они уникальны, но со временем они не меняются. Работа опубликована в журнале PNAS.
Мозг людей, рожденных слепыми, обладает уникальной пластичностью
Нейробиологи Джорджтаунского университета показали, что визуальная кора у людей, рожденных слепыми, не простаивает, а активно работает. Она решает многие задачи, которые у нормального человека решают совсем другие регионы мозга. Ученые показали, что нейронные паттерны визуальной коры у слепых людей никогда не совпадают, они уникальны, но со временем они не меняются.
Визуальная кора (розовая), над ней кровеносные сосуды. Википедия
Есть распространенный миф, что мы используем мозг на 10%, и только отдельные гениальные люди могут использовать свой мозг более эффективно. Ученые многократно этот миф опровергали: в мозге нет регионов, которые бы не работали. Но работают они по-разному у разных людей. Наблюдение визуальной коры у слепых это подтвердило.
Результаты исследований позволяют не только глубже понять работу мозга, но помогут запустить персонализированные стратегии реабилитации и даже восстановления зрения.
На протяжении десятилетий ученые знали, что зрительная кора у людей, родившихся слепыми, реагирует на множество стимулов. Это — прикосновения, обоняние, локализацию звука в пространстве, воспоминания и реакция на речь. Но было непонятно, что же все-таки связывает такие разные задачи, и почему визуальная кора не специализируется у людей так, как специализируются другие области мозги. Ответ оказался простым и неожиданным.
«Мы не видим такого уровня вариаций в связях нейронов зрительной коры у людей, которые могут видеть — сеть зрительной коры обычно довольно постоянна и примерно одинакова у разных людей», — говорит соавтор работы Элла Стрим-Амит.
Нейробиолог говорит: «Схема связей у людей, родившихся слепыми, настолько различается у разных людей, и настолько индивидуальна, как отпечаток пальца, и настолько стабильна с течением времени, что по схеме связей можно идентифицировать конкретного человека».
Показаны дорсальный (зеленый) и вентральный (фиолетовый) зрительные потоки. Они берут начало в первичной зрительной коре. У слепого человека эти потоки служат совершенно другим целям, а не обработке визуальной информации.
Формирование системы связей в визуальной коре слепорожденного человека не зависит от прямой задачи, которую эта кора должна решать: она не обрабатывает зрительный сигнал, его просто нет. Поэтому она оставаясь свободной берется за любую работу решать которую нужно прямо сейчас. И обучается эту работу делать. А поскольку это работа «случайная» и разная у разных людей, нейронные паттерны складываются по-разному. Но, сложившись однажды, визуальная кора уже не переучивается. Ее паттерны остаются постоянными.
Взгляд слепого человека
Анализ показал, что обширные области коры, включая вентральный и дорсальный зрительные пути, а также дорсолатеральную и вентролатеральную префронтальную кору, имели различные паттерны V1-FC у разных слепых людей.
Исследование включало небольшую выборку людей, родившихся слепыми, которым в течение двух лет проводили периодическое функциональное МРТ-сканирование. Исследователи использовали метод нейровизуализации для анализа нейронных связей по всему мозгу.
«Зрительная кора у людей, родившихся слепыми, показала замечательную стабильность в своих схемах связей с течением времени», — говорит соавтор работы Лени Амарал. — «Наше исследование показало, что эти паттерны существенно не менялись в зависимости от поставленной задачи — локализовали ли участники звуки, идентифицировали ли формы или просто отдыхали. Но эти паттерны были уникальны для каждого человека и оставались стабильными в течение двухлетнего периода исследования».
Стрим-Амит говорит, что это показывает, как развивается мозг. «Если человек рос без зрения мозг получает замечательную свободу для развития и пользуется ей для развития уникальной пластичности».
Исследователи утверждают, что понимание индивидуальных связей визуальной коры конкретного человека важно для точной адаптации решений по реабилитации и восстановлению зрения: единого рецепта нет, каждое решение должно основываться на индивидуальном паттерне связей визуальной коры.