Раскрыт механизм фильтрации информации

Почему мы видим мир четким, а не размытым и перегруженным деталями? Ответ кроется в особом механизме под названием латеральное торможение. Это процесс, при котором одни нейроны подавляют активность соседних, усиливая контраст и помогая сосредоточиться на главном. Специалисты выяснили, как это происходит на уровне клеток, что может изменить подходы к лечению неврологических заболеваний и созданию нейросетей.

Чтобы представить этот механизм проще, можно сравнить его с работой художника, который затемняет контуры, чтобы четко выделить границы предметов. В мозге происходит нечто похожее: одни нервные клетки приглушают сигналы от соседних, помогая нам видеть разницу между объектами и не отвлекаться на фоновые детали.

Способность мозга к фильтрации информации особенно важна для концентрации внимания. Нарушения этого процесса наблюдаются при таких состояниях, как аутизм и синдром дефицита внимания (СДВГ), что затрудняет обработку визуальных сигналов. Глубокое понимание механизма торможения нейронов может дать ключ к разработке новых методов коррекции этих расстройств.

Еще один важный аспект исследования связан с искусственным интеллектом. Современные нейросети обрабатывают информацию одинаково на всех уровнях, в то время как мозг использует разные типы нейронов для выполнения конкретных задач. Открытие может помочь сделать ИИ более эффективным, приближая его к естественным принципам обработки данных.

Команда ученых изучила два типа тормозных нейронов в зрительной коре мозга — PV-нейроны и SST-нейроны. Используя метод оптогенетики, который позволяет управлять активностью клеток с помощью света, они проследили, как эти клетки влияют на зрительное восприятие у мышей.

Выяснилось, что PV-нейроны работают как регулятор яркости — их активация снижает контраст изображения, словно уменьшение яркости на экране монитора. SST-нейроны действуют иначе: они более тонко корректируют восприятие контраста, убирая ненужные сигналы и усиливая важные детали. Таким образом, мозг использует разные механизмы для обработки визуальной информации, балансируя между четкостью и подавлением лишнего.

Процессы латерального торможения задействованы не только в зрении. Аналогичные механизмы работают в слуховой и тактильной системах, помогая нам различать звуки и чувствовать текстуры. Понимание этих принципов может привести к новым методам улучшения сенсорного восприятия и даже разработке технологий для его восстановления.

Теперь команда уверена, что их открытия помогут не только в медицине, но и в создании новых алгоритмов для искусственного интеллекта. Возможно, в будущем это позволит разработать более точные и гибкие системы обработки информации, которые смогут адаптироваться так же, как наш мозг.