Gollandiya Neyrologiya instituti tomonidan olib borilgan innovatsion tadqiqotda tadqiqotchilar miyaning kichik, tez-tez e’tibordan chetda qoladigan qismi, ya’ni yuqori kolikulus deb ataladigan bo’lsak, biz dunyoni qanday ko’rishimiz va idrok qilishimizda ilgari tushunilganidan ko’ra muhimroq rol o’ynashini aniqladilar. Miyaning ob’ektlarni ularning kelib chiqishidan ajratish qobiliyatiga asoslangan ushbu kashfiyot bizning ko’rish haqidagi tushunchamizni o’zgartirishi mumkin va ko’rish buzilishini bartaraf etish uchun potentsial ta’sir ko’rsatishi mumkin.

Yangi topilmalar eLife jurnalida chop etildi .

Ushbu tadqiqotning motivi nevrologiyada uzoq vaqtdan beri davom etayotgan jumboqdan kelib chiqadi: miya ob’ektni uning atrofidan qanday farqlaydi? Ma’lumki, miyaning odatda vizual ma’lumotni qayta ishlash bilan bog’liq qismi bo’lgan vizual korteks bunda rol o’ynaydi, lekin hali ham bu vazifani samarali bajara oladigan ko’rish kortekslari kam rivojlangan hayvonlar mavjud. Ushbu kuzatish tadqiqotchilarni miyaning boshqa qismi ham ushbu qobiliyatga hissa qo’shishi mumkinmi yoki yo’qmi degan fikrga olib keldi, xususan, umurtqali hayvonlarning barcha sinflarida mavjud bo’lgan evolyutsion jihatdan qadimiy tuzilma bo’lgan yuqori kolikulus.

Buni tekshirish uchun tadqiqotchilar sichqonlarga murojaat qilishdi, chunki ularning odamlarga anatomik o’xshashligi ham ko’rish po’stlog’i, ham yuqori kolikulaga ega. Tadqiqot 16 sichqon bilan bir qator eksperimentlarni o’z ichiga oldi, ularda turli fondagi raqamlar tasvirlangan tasvirlarni tanib olish va ularga javob berishga o’rgatilgan. Bu vazifa yovvoyi tabiatdagi hayvonlar o’lja yoki yirtqichlarni qanday aniqlashi kerak bo’lganiga o’xshab, turli vizual kontekstlarda ob’ektlarni aniqlash qiyinligini taqlid qilish uchun ishlab chiqilgan.

Tadqiqotchilar tirik to’qimalarda hujayralarni boshqarish uchun yorug’likdan foydalanishni o’z ichiga olgan optogenetika deb nomlangan usuldan foydalanishdi. Xususan, ular bu usuldan sichqonlardagi yuqori kolikulusni vaqtincha o’chirish uchun foydalanganlar. Sichqonlarning vizual topshiriqlarni bajarishda yuqori kolikulus faol bo’lgan va faol bo’lmagan holda ishlashini taqqoslab, tadqiqotchilar miyaning ushbu hududining vizual ishlov berishdagi ahamiyatini aniqlashlari mumkin edi. Bundan tashqari, ular yuqori kolikuladagi neyronlarning topshiriqlar davomida qanday javob berishini kuzatish uchun miyadagi elektr faolligini qayd etish usuli bo’lgan elektrofiziologiyadan foydalanganlar.

Topilmalar oshkor bo’ldi. Yuqori kolikulus o’chirilganida, sichqonlar raqamlarni fondan ajratishda sezilarli darajada kurashdilar, bu miyaning bu qismi ob’ektni aniqlashda, ayniqsa murakkab vizual muhitda muhim rol o’ynashini ko’rsatdi. Bundan tashqari, tadqiqotchilar yuqori bo’g’inning yuzaki qatlamlaridagi o’ziga xos neyronlar vazifalarda ishlatiladigan vizual stimullarga javoban faollikni oshirganligini aniqladilar. Ushbu asabiy xatti-harakat sichqonlarning ishlashi bilan bog’liq bo’lib, yuqori kolikulus ob’ektlarni aniqlash uchun maxsus neyron kodini o’z ichiga oladi.

Tadqiqotning eng qiziqarli jihatlaridan biri miya vizual ishlov berish uchun parallel yo’llardan foydalanishini anglash edi. Vizual korteksning roli yaxshi aniqlangan bo’lsa-da, ushbu tadqiqot yuqori kolikulusni vizual tizimdagi yana bir muhim o’yinchi sifatida ta’kidlaydi, u vizual korteks bilan potentsial ravishda ishlaydi.

Tadqiqot muallifi J. Aleksandr Xaymel o’z nashrida shunday tushuntirdi: “Oldingi tadqiqotlar shuni ko’rsatdiki, agar siz uning vizual korteksini o’chirib qo’ysangiz, sichqon hali ham vazifani bajarishi mumkin, bu vizual ob’ektni aniqlash uchun parallel yo’l borligini ko’rsatadi. Ushbu tadqiqotda biz bu qanday ta’sir qilishini ko’rish uchun optogenetikadan foydalangan holda superior colliculusni o’chirdik. Oldingi tadqiqotdan farqli o’laroq, sichqonlar ob’ektni aniqlashda yomonlashdi, bu esa bu jarayonda yuqori kolikulus muhim rol o’ynashini ko’rsatdi. Bizning o’lchovlarimiz shuni ko’rsatdiki, vizual vazifa haqidagi ma’lumotlar yuqori kolikulada mavjud va sichqoncha xato qilgan paytda bu ma’lumotlar kamroq mavjud. Shunday qilib, uning vazifadagi ishlashi biz o’lchagan narsaga mos keladi. ”

Biroq, tadqiqot cheklovlarsiz emas. Asosiy e’tibor, birinchi navbatda, yuqori kolikulaning yuzaki qatlamlariga qaratilib, uning chuqur qatlamlarining roli biroz o’rganilmagan. Bundan tashqari, tadqiqot sichqonlar ustida o’tkazildi va ular miya tuzilishi bo’yicha odamlar bilan o’xshashliklariga qaramay, sezilarli farqlar mavjud. Masalan, odamlarda ko’rish po’stlog’i ancha rivojlangan bo’lib, yuqori kolikulus bizning ko’rishimizda unchalik muhim emas, ammo baribir muhim rol o’ynashi mumkinligini ko’rsatadi.

Kelgusi tadqiqot yo’nalishlari yuqori kolikulaning chuqur qatlamlarini o’rganish va vizual ishlov berish jarayonida miyaning boshqa qismlari bilan qanday o’zaro ta’sir qilishini o’rganishni o’z ichiga olishi mumkin. Bundan tashqari, odamlar ustida olib borilgan tadqiqotlar, ehtimol, noinvaziv tasvirlash usullaridan foydalangan holda, yuqori kolikulusning inson ko’rishidagi roli va uning ko’rish buzilishini davolash uchun potentsial oqibatlari haqida qo’shimcha ma’lumot berishi mumkin.

“Bu odamlarda qanday ishlashi hali to’liq aniq emas”, dedi Xeymel. “Odamlarda ikkita parallel tizim mavjud bo’lsa-da, ularning ko’rish korteksi ancha rivojlangan. Shunday qilib, yuqori kolikulus odamlarda kamroq muhim rol o’ynashi mumkin. Ma’lumki, kimdir qo’l silkita boshlaganda, yuqori kollikulus sizning nigohingizni u erga yo’naltiradi. Bundan tashqari, ko’r bo’lganlar ko’rish korteksida qo’shaloq jarohati bilan ongli ravishda hech narsani ko’rmaydilar, lekin ko’pincha ob’ektlardan qochish va harakat qilishlari mumkin. Bizning tadqiqotimiz shuni ko’rsatadiki, buning uchun yuqori kolikula mas’ul bo’lishi mumkin va shuning uchun biz o’ylagandan ham ko’proq narsani qilyapti.