Speciális neuronok mondják meg, merre van a fent és a lent

A Johns Hopkins kutatóinak legfrissebb tanulmánya szerint a látókéregben külön idegsejtek felelnek a függőleges irány meghatározásáért a fej bármely helyzetében.

Speciális neuronok mondják meg, merre van a fent és a lent

Mindannyian intuitív fizikusok vagyunk, állítják a Johns Hopkins Egyetem kutatói, hiszen gyakorlatilag világra jövetelünktől kezdve tudjuk, hogy a tárgyak a gravitáció hatására hajlamosak feldőlni, leesni vagy éppen elgurulni. A szakértők nemrégiben azon agyi sejteket is azonosították, amelyek ezért a tudásért felelősek.

Agyunk színeket, textúrákat és formákat felismerő részében a szakértők magyarázata szerint egy csapatnyi olyan neuron is létezik, amelyek a függőlegest, vagyis (földi körülmények között legalábbis) a tárgyakra ható gravitációs erő irányát kódolják. Ezek a sejtek segítenek abban, hogy hogyan pozícionáljuk testünket, és abban is támpontot nyújtanak, hogy a tárgyak várhatóan hogyan fognak viselkedni adott hatásra, mondják a kutatók.

„A gravitáció meghatározó és mindenütt jelenlévő kölcsönhatás világunkban” – mondja Charles E. Connor, a kutatás egyik résztvevője. Eredményeink azt sugallják, hogy a gravitációs erő irányát vizuális jelekből szűrjük le, és ezek az információk egyaránt fontosak a tárgyak manipulálása, és testtartásunk, illetve egyensúlyunk megőrzése során, folytatja szakértő.

Néhány forma a majmoknak mutatott ábrák közül

Connor és a kutatás vezetője, Siavash Vaziri rhesusmajmok agyában vizsgálták a látókéreg egyik részét. A szakértők az egyes sejtek működését monitorozták, miközben nagyjából ötszáz absztrakt, háromdimenziós formát mutattak meg az állatoknak egy számítógép képernyőjén. A formák közt egészen apró tárgyak, nagyobb belső terek és hatalmas tájak képei egyaránt szerepeltek. A kutatók úgy találták, hogy az egyes neuronok nem a hasonló jellegű formákra reagáltak, hanem egy sor olyan elem jelenlétére, amelyek rendszerint a gravitációhoz igazodnak, így segíthetnek annak meghatározásában, hogy aktuálisan merre van a fent és a lent.

Ilyenek például a nagyméretű, az ábrák alsón felén elhelyezkedő síkok, amelyekből feltehetően a földfelszínre asszociál az agy, a belső terekre hajazó formák esetében a teret lezáró „plafon”, a síkok találkozásánál pedig a sarkokra, vagy a falak és a plafon, vagy a padló találkozására emlékeztető részletek. Egy-egy neuron ezen részletek bármelyikére aktiválódhat, feltéve, hogy azok egyformán vannak tájolva, vagyis a különböző képeken a padló, a plafon, a falak vagy a felszín által meghatározott függőleges egyező irányú.

A szakértők szerint minden neuron egy adott dőlésszögre specializálódott, vagyis az egyes idegsejtek azon gravitációnak megfelelően tájolt struktúrák képeit tárolják, amelyeket a szemek és a fej egy specifikus helyzetéből látunk. Ez az eklektikusnak tűnő adattároló stratégia az egyes struktúrákkal kapcsolatban ugyan nagyon kevés információ megőrzésére alkalmas, arra viszont kiváló, hogy segítsen eligazodni egy folyamatosan változó környezetben, és a fej, illetve a test mozgásai közben stabilizálja a percepciót.

Ennek a rendszernek köszönhető a kutatók szerint, hogy a világ nem kezd „forogni” velünk, hanem akkor is stabil marad, ha elfordítjuk a fejünket, vagy másfelé irányítjuk tekintetünket, annak ellenére, hogy mozgás közben a látottak jelentősen megváltoznak. A megvizsgált idegsejtek a gravitációs erő irányának megfelelően rendezett síkokra támaszkodva mozgás közben is folyamatosan jelzik, hogy a fej egy adott pozíciójában merre van a függőleges irány.

Amikor teniszezünk, és egy ütés előtt a labda irányába vetjük magunkat, az egész látótér megbillen, mégis tudjuk, hogy a labda merre tart, és azt hol kellene eltalálnunk, magyarázza Connor. Ehhez arra van szükség, hogy a látókéreg rendkívül részletes információkkal lásson el minket a labda mozgásával és a környezettel kapcsolatban is, hiszen ezek alapján jósoljuk meg, hogy a következő másodpercekben hol fog kikötni a játékszer.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward