Jak przypominają naukowcy z University College London, w ostatnich latach coraz więcej zainteresowania budzi praca mózgu, w tym to, jak przetwarza on bodźce wzrokowe. Na przykład z pomocą techniki fMRI próbowano analizować mózgi osób, którym odtwarzano różne filmy czy pokazywano obrazy.

Teraz badacze z UCL posłużyli się szczególnie czułą techniką tego typu do analizy pracy mózgów myszy.

- Chcieliśmy znaleźć lepszy sposób badania tego, jak mózg interpretuje to, co widzimy. Obecne metody pozwalające zrozumieć, co reprezentują określone grupy neuronów, nie oddają zbyt dobrze sytuacji, które nie były bezpośrednio testowane. Dlatego chcieliśmy opracować metodę, która pozwoli uchwycić to, co jest reprezentowane w mózgu i porównać to z rzeczywistością - wyjaśnia dr Joel Bauer, główny autor publikacji (http://dx.doi.org/10.7554/eLife.105081.3).

Badacz i jego współpracownicy wykorzystali cyfrowy model, który przewiduje aktywność pojedynczych neuronów na podstawie pokazywanych myszom filmów oraz ruchów i średnicy ich źrenic.

Naukowcy dodatkowo udoskonalili model, obliczając różnicę między przewidywaną aktywnością neuronów w sytuacji, gdy mysz oglądałaby pusty ekran, a rzeczywistą aktywnością neuronów mierzoną za pomocą mikroskopowej techniki wykrywającej, które pojedyncze komórki mózgowe są aktywne.

Dzięki temu udało się skonstruować 10-sekundowy film wyłącznie na podstawie aktywności neuronalnej mózgów myszy, mierzonej podczas oglądania przez nią wideo.

- Stosując to podejście, byliśmy w stanie uzyskać wysokiej jakości rekonstrukcje 10-sekundowych nagrań. Dokładność rekonstrukcji rosła wraz z uwzględnieniem danych z większej liczby pojedynczych neuronów, co pokazuje, jak istotne są kompleksowe dane neuronalne - tłumaczy dr Bauer.

Teraz naukowcy chcą skupić się na poprawie rozdzielczości i zakresu rekonstrukcji obrazu.

Szczególnie interesuje ich zrozumienie, w jaki sposób reprezentacje wzrokowe w mózgu mogą odbiegać od tego, co faktycznie znajduje się przed oczami.

- Nie mamy w głowach idealnej reprezentacji świata. Proces przetwarzania informacji wzrokowych zniekształca i modyfikuje nasze wyobrażenie rzeczywistości. To odchylenie między rzeczywistością a reprezentacjami w mózgu nie musi być błędem, lecz raczej cechą tego systemu - odzwierciedla sposób, w jaki nasz umysł interpretuje i wzbogaca informacje zmysłowe. Chcemy zbadać, jak zachodzi to w mózgu – podkreśla ekspert.

Marek Matacz (PAP)

mat/ bar/