HomeHealthDilatarea pupilei fereastră către percepție

Dilatarea pupilei fereastră către percepție

Un nou studiu dezvăluie modul în care schimbările în dimensiunea pupilei afectează modul în care percepem mediul înconjurător.

Ochii sunt adesea denumiți „ferestre către suflet” şi există un grăunte de adevăr neurobiologic în asta.

O echipă internațională de cercetare de la Universitățile din Göttingen și Tübingen, Germania și Baylor College of Medicine din Houston, sunt acum capabile să ofere răspunsuri la motivul pentru care dimensiunea pupilei este influențată nu numai de stimuli senzoriali precum lumina, ci și de starea noastră internă, cum ar fi frica, entuziasmul sau atenția.

Descoperirile care apar în ediția actuală a Nature, ajută la explicarea acestor schimbări rapide dependente de stare în dimensiunea pupilei, găsite nu numai la oameni, ci și la alte vertebrate, afectează modul în care percepem mediul înconjurător.

Cercetătorii și-au început munca prin investigarea modului în care schimbările dependente de stare în dimensiunea pupilei au afectat vederea șoarecilor.

„În timp ce ochii convertesc lumina în activitate neuronală, creierul este crucial pentru interpretarea scenelor vizuale”, a spus Dr. Katrin Franke, lider al grupului de cercetare la Institutul de Cercetare în Oftalmologie de la Universitatea din Tübingen și primul autor al studiului.

În experimentele lor, cercetătorii au arătat șoarecilor imagini de culori diferite și au înregistrat activitatea a mii de neuroni individuali din cortexul vizual, o zonă a creierului deosebit de relevantă pentru percepția vizuală.

Pe baza acestor înregistrări, au folosit rețele neuronale profunde pentru a crea un model de computer ca un geamăn digital al cortexului, simulând răspunsurile unui număr mare de neuroni din creier. Apoi au folosit acest model de computer pentru a identifica stimulul optim de lumină vizuală pentru fiecare neuron, adică „imaginea preferată” a fiecărui neuron.

Acest model a dezvăluit ceva destul de interesant, atunci când șoarecii și-au dilatat pupilele din cauza unei stări de alertă, sensibilitatea la culoare a neuronilor s-a schimbat de la lumina verde la lumina albastră în câteva secunde, ceea ce înseamnă că neuronii erau mai sensibili la verde într-o stare liniștită și au devenit mai sensibili la UV într-o stare activă.

În experimentele ulterioare au putut verifica că acest lucru se întâmplă și în neuronii biologici reali. Cu ajutorul picăturilor pentru ochi care dilată pupila, cercetătorii au reușit apoi să simuleze o sensibilitate mai mare la lumina albastră chiar și pentru o stare liniștită a creierului.

„Aceste rezultate demonstrează în mod clar că dilatarea pupilei din cauza unei stări de alertă a creierului poate afecta direct sensibilitatea vizuală și probabil și percepția vizuală. Mecanismul arată că o pupilă mai mare lasă mai multă lumină în ochi, recrutând diferite tipuri de fotoreceptori în retină și astfel schimbând indirect sensibilitatea la culoare în cortexul vizual”, a spus Franke.

Am reușit să arătăm că sensibilitatea neuronală mai mare la lumina albastră ajută probabil șoarecii să recunoască mai bine prădătorii pe un cer albastru.” a spus Konstantin Willeke, co-autor al studiului.

Modelul computerizat pe care l-au creat cercetătorii se poate dovedi util în multe feluri. Cercetătorii speră că s-ar putea folosi acest model în experimentele ulterioare pentru a înțelege procesarea vizuală.

Combinarea datelor experimentale de mare capacitate cu modelarea AI deschide o nouă eră a cercetării în neuroștiință. Ele ne permit să extragem gemeni digitali precişi ai sistemelor biologice din lumea reală”, a spus Sinz, care este în prezent Profesor la Universitatea Göttingen și unul dintre cercetătorii principali ai studiului.

Descoperirea că modificările legate de starea creierului în dimensiunea pupilei afectează sensibilitatea vizuală are implicații pentru înțelegerea vederii la oameni mult peste detectarea prădătorilor la șoareci. Apar acum întrebări de cercetare ulterioare cu privire la modul în care percepția la numeroase alte animale este influențată de acest efect. Pupilele din ochii noștri ar putea, astfel, nu numai să fie o fereastră către suflet, ci și să schimbe modul în care percepem lumea din moment în moment, în funcție de starea noastră interioară de spirit. Cu acești gemeni digitali, putem efectua un număr practic nelimitat de experimente într-un computer. În special, le putem folosi pentru a genera ipoteze foarte specifice despre sistemul biologic pe care apoi le putem verifica în experimente fiziologice.” a declaarat Dr. Andreas Tolias, cercetător principal al studiului, Profesor și Director al Centrului pentru Neuroștiință și Inteligență Artificială de la Baylor,

 

Articol de Răzvan Lupu

ARTICOLE RECOMANDATE

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Articole populare

Comentarii recente