Sinirbilim

Optik Yanılsamalarla Kandırılan Fareler: Beyin Fonksiyonlarına Yeni Bakış

Özet: Fareler, insanlarda genellikle optik bir yanılsama olarak görülen, neon rengin yayılması olarak bilinen görsel bir olguya karşı hassastır. Çalışma, farklı nöron düzeylerinin parlaklık algısına nasıl katkıda bulunduğunu keşfetmek için hem elektrofizyoloji hem de optogenetikten yararlandı.

Bu buluş, bu tür yanılsamaların sinir biliminde değerli bir araç olabileceğini, duyusal işleme ve nöronların hiyerarşik işleyişine dair içgörüler sağlayabileceğini doğruluyor. Bulgular, farelerin karmaşık algısal süreçleri incelemek için uygun modeller olarak kullanılmasını destekliyor ve bilinç anlayışımızı geliştirebilir.

Ana unsurlar:

  1. Yenilikçi Teknikler: Çalışma, görsel yanılsamaların beyin tarafından nasıl işlendiğini incelemek için elektrofizyoloji ve optogenetiğin eşzamanlı kullanımı açısından öncüdür.
  2. İlgili Sinir Katmanları: Araştırma, V1 nöronlarının hem yanıltıcı hem de yanıltıcı olmayan uyaranlara yanıt verirken, V2 nöronlarının V1 aktivitesini modüle ederek yanılsamayı yoğunlaştırdığını ve parlaklık algısındaki rollerini vurguladığını tespit ediyor.
  3. Sinirbilime Etkileri: Farelerin insanlara benzer optik illüzyonları algılayabildiğinin gösterilmesi, algı ve bilincin sinirsel mekanizmalarını araştırmak için hayvan modellerinin kullanılmasına yönelik yeni olasılıklar ortaya koymaktadır.

Kaynak: Tokyo Üniversitesi

Araştırmalar ilk kez belirli bir tür görsel yanılsamanın, yani neon renk yayılımının fareler üzerinde işe yaradığını gösteriyor.

Çalışma aynı zamanda bu yanılsamayı incelemek için elektrofizyoloji ve optogenetik adı verilen iki araştırma tekniğinin kullanımını birleştiren ilk çalışmadır.

Fareler üzerinde yapılan deneylerden elde edilen sonuçlar, beyindeki hangi nöron seviyelerinin parlaklığın algılanmasından sorumlu olduğu konusunda nörobilimde uzun süredir devam eden bir tartışmayı çözüme kavuşturuyor.

Hepimiz optik illüzyonlara aşinayız; bazıları yeniliktir, bazıları ise her yerdedir. Önünüzdeki ekrana baktığınızda bile beyaz rengi gördüğünüzü sanarak aldanıyorsunuz.

Gerçekte gördüğünüz şey çok sayıda kırmızı, yeşil ve mavi unsurun birbirine o kadar sıkı bir şekilde toplanmış olması ki beyazmış gibi bir izlenim veriyor. Başka bir örnek, hızlı dönen bir tekerlek veya pervanedir; bu, tam hıza çıkarken kısaca yön değiştiriyormuş gibi görünebilir.

Her halükarda, optik yanılsamaların sadece izlemesi eğlenceli olmadığını, aynı zamanda gözler, sinirler, zihinler ve beyinler hakkında daha fazla bilgi edinmek için yararlı bir araç olabileceğini bilmek şaşırtıcı olabilir.

Tokyo Üniversitesi Sistem İnovasyonu Bölümü’nden Doçent Masataka Watanabe, bilincin doğası hakkında daha fazla bilgi edinme misyonunda.

Bu çok geniş bir konu alanı, dolayısıyla onu keşfetmenin birçok yolu var ve diğer şeylerin yanı sıra optik yanılsamalardan da yararlanıyor.

En son araştırması, insanlarda işe yarayan belirli bir tür yanılsamanın farelerde de işe yarayıp yaramayacağını araştırdı. Ve öyle olduğu ortaya çıktı. Peki bu neden önemli?

“Neon rengi yayan yanılsama olarak adlandırılan bu tür yanılsamanın insanlarda olduğu kadar farelerde de işe yaradığını bilmek benim gibi sinirbilimciler için faydalıdır, çünkü bu, insanların yapamadığı durumlarda farelerin yararlı test denekleri olarak hizmet edebileceği anlamına gelir” dedi. Watanabe.

“Algısal deneyimler sırasında beynin içinde neler olup bittiğini gerçekten anlayabilmek için insanlar üzerinde kullanamayacağımız bazı yöntemleri kullanmamız gerekiyor.

“Bunlar arasında elektrofizyoloji, nöral aktivitenin elektrotlarla kaydedilmesi ve ışık darbelerinin canlı bir beyindeki belirli nöronların ateşlenmesini etkinleştirdiği veya devre dışı bıraktığı optogenetik yer alıyor.”

Watanabe’nin deneyi, neon renk yayan yanılsamaya maruz bırakılan hayvan deneklerinde hem elektrofizyoloji hem de optogenetikten aynı anda yararlanan türünün ilk örneğiydi; bu, ekibinin beyindeki hangi yapıların işlemden sorumlu olduğunu tam olarak görmesine olanak tanıdı. illüzyon.

“Görsel bir uyaran göze geldikten sonra sinirler aracılığıyla beyne taşınır ve daha sonra V1, V2 ve benzeri adı verilen bir dizi nöron katmanı tarafından alınır; burada V1 ilk ve en temel katmandır ve V2 ve üzeridir. daha yüksek katmanlar olarak kabul ediliyor” dedi Watanabe.

“Daha yüksek seviyelerin parlaklık algısında oynadığı rol konusunda sinir biliminde uzun süredir devam eden bir tartışma var ve bunun incelenmesi kolay bir şey değildi.

“Fareler üzerinde yaptığımız deney bize, V1’deki nöronların sadece illüzyona değil aynı zamanda gösterilen aynı tür modelin illüzyon olmayan versiyonuna da tepki verdiğini gösterdi.

“Fakat yalnızca hayali versiyon farelere gösterildiğinde V2’deki nöronlar da çok önemli bir rol oynadı: V1’deki nöronların aktivitesini modüle etmek, böylece V2 nöronlarının aslında parlaklığın algılanmasında bir rol oynadığını kanıtlamak.”

Bu deney, fare modellerinin sinirbilimin bu alanında etkili olabileceğini göstermiştir. Watanabe bunun sadece bir başlangıç ​​olduğunu ve bu tür deneylerin bilincin sinirsel mekanizmasını açıklığa kavuşturmak yönündeki büyük amacına yardımcı olacağını umuyor.

Finansman: Bu çalışma Max Planck Topluluğu ve Helsinki Üniversitesi’ndeki (NT) Helsinki Yaşam Bilimleri Enstitüsü tarafından finanse edildi.

Bu görsel sinirbilim araştırma haberi hakkında

Soyut

Parlaklık yanılsamaları, yukarıdan aşağıya modülasyon altında birincil görsel kortekste nöronal bir tepkiye neden olur

Parlaklık yanılsamaları görmeyi incelemek için güçlü bir araçtır, ancak bunların sinirsel bağlantıları yeterince anlaşılamamıştır. İnsan paradigmasını temel alarak farelere hayali sürüklenen ızgaralar sunduk.

Birincil görsel korteks (V1) nöronları, yanıltıcı ızgaralara yanıt vererek, yön seçiciliklerini gerçek ızgaralarla eşleştirdiler ve yanıltıcı ve gerçek ızgaralar arasındaki uzamsal faz kaymasını izlediler.

İllüzyon tepkileri, illüzyonların işlenmesinin daha yüksek görsel alanlardan (HVA’lar) geri bildirim gerektirdiği teorisine uygun olarak, gerçek ızgaralara kıyasla gecikti.

HVA’nın optogenetik inhibisyonunu takiben, illüzyonlara azaltılmış bir V1 tepkisi göstererek, ancak gerçek ızgaraları göstererek bu teoriye destek sağlıyoruz. Son olarak, dolaylı bir algısal rapor olarak gözbebeği tepkisini (PR) kullandık ve fare PR’sinin insan PR’sini algılanan parlaklık değişiklikleriyle eşleştirdiğini gösterdik.

Bulgularımız, V1 nöronlarının yanılsamaları işlemeye dahil olup olmadığı konusundaki tartışmaları çözüme kavuşturuyor ve HVA’lardan gelen geri bildirimlerin katılımını vurguluyor.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/optical-illusion-vision-mice-25994/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu