Kora wzrokowa osób niewidomych

Utworzono: sobota, 18 lipiec 2020 Anna Leszkowska Drukuj E-mail

Spore obszary naszych mózgów zajmują się przetwarzaniem informacji płynącej ze zmysłu wzroku. Jak jednak funkcjonuje kora wzrokowa osób, które nigdy nie widziały? Badania w tym zakresie prowadził dr Łukasz Bola w Instytucie Psychologii UJ wspólnie z międzynarodowym zespołem naukowców. Ich wyniki ukazały się właśnie w prestiżowym „Current Biology”.

W 2014 r. zespół naukowców z University of Glasgow wykazał, że kora wzrokowa typowo widzących osób, poza przetwarzaniem informacji wzrokowej, aktywuje się również w odpowiedzi na pewne dźwięki. Badacze postanowili sprawdzić, czy podobny efekt można zaobserwować u osób niewidomych od urodzenia. „Wykorzystaliśmy metodę obrazowania rezonansem magnetycznym do prześledzenia aktywności mózgu niewidomych ochotników, kiedy słuchali oni dźwięków, takich jak szum lasu, odgłosy zatłoczonej ulicy, czy też odgłosy ludzkich rozmów “ - opisuje badania dr Łukasz Bola.

Zespół odkrył, że nawet najbardziej podstawowe obszary wzrokowe osób niewidomych kodują informacje o słyszanych dźwiękach. Śledząc jedynie aktywność kory wzrokowej, byliśmy w stanie odgadnąć jakiego dźwięku słuchała w danym momencie niewidoma osoba badana. Co ciekawe, pomimo pewnych różnic w poprawności rozróżniania dźwięków, wyniki były bardzo podobne dla osób niewidomych i widzących. W obydwu grupach dźwięki były lepiej rozróżniane na podstawie aktywności tej części kory wzrokowej, która u osób widzących przetwarza informacje z obrzeży pola widzenia. Obszary, do których dociera informacja wzrokowa z centrów pola widzenia, wydawały się być natomiast mniej „zainteresowane” słyszanymi przez uczestników badania dźwiękami.

Aby sprawdzić, jakie dźwięki odbierała kora wzrokowa, wykorzystano specjalne algorytmy i uczenie maszynowe. Algorytmy te trenowano na części uzyskanych danych. Zadaniem algorytmów było odgadnięcie, jakim dźwiękiem „interesowała się” kora wzrokowa osób niewidomych w danym momencie. Udało się to osiągnąć z bardzo wysoką poprawnością.

Podobieństwo wyników uzyskanych dla osób niewidomych i widzących sugeruje, że kora wzrokowa osób niewidomych może rozwijać się w typowy sposób. Pokazuje to jak potężny wpływ na rozwój naszego mózgu mają czynniki genetyczne, zdeterminowane przez procesy ewolucji. „Wygląda na to, że zmiany neuroplastyczne w mózgu, związane z pewnymi doświadczeniami w ciągu życia (np. z utratą wzroku), zachodzą głównie w ramach z góry zaprogramowanej organizacji mózgu, która nie poddaje się znaczącym modyfikacjom.
Inaczej mówiąc, nasze mózgi mają ogromny potencjał do neuroplastyczności, ale ta wydaje się zachodzić w wytyczonych przez procesy ewolucyjne granicach. W pewnym stopniu mamy tu do czynienia z wielką niewiadomą dla nauki: gdzie przebiega granica między kulturą, czyli czynnikami środowiskowymi, a naturą, czyli genetycznie zdeterminowaną budową mózgu. Nasze badania to kolejny krok w poszukiwaniu odpowiedzi na to pytanie - wyjaśnia dr Bola dodając, że
badania mogą mieć też bardziej aplikacyjny wymiar. „W wymiarze praktycznym to, że generalna organizacja kory wzrokowej jest u osób niewidomych zachowana, może być istotną informacją dla badaczy opracowujących metody przywracania wzroku, takie jak implanty siatkówki.

Wciąż pozostaje jednak pytanie: dlaczego kora wzrokowa, poza swoją główną funkcją, jest również „zainteresowana” tym, co słyszymy? Pozostają spekulacje: dźwięki mogą okazać się przydatne, aby przygotować nas na to, co za chwilę zobaczymy. Albo też dla kierowania naszej uwagi w określone obszary pola wzrokowego – w szczególności na jego obrzeża, gdzie ostrość naszego wzroku jest dużo niższa niż w centrum. W przypadku osób niewidomych być może mózg nawet „nie zauważa” braku zmysłu wzroku lub też nie dopuszcza, by pewne tkanki pozostały niewykorzystane. Nasze badania pokazują, że mechanizmy „rozmowy” pomiędzy korą wzrokową a zmysłem słuchu są na tyle istotne i utrwalone przez ewolucję, że wykształcają się nawet w przypadku osób, które nie widzą”- dodaje badacz.

***

Artykuł opublikowany w „Current Biology” jest wynikiem badań prowadzanych na University of Glasgow oraz w Instytucie Psychologii UJ. Dr Łukasz Bola jest absolwentem Instytutu Psychologii UJ, gdzie uzyskał doktorat. Jego rozprawa doktorska została wyróżniona nagrodą Prezesa Rady Ministrów. Opisywane badania były prowadzone w ramach projektu finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki. Obecnie dr Bola pracuje w Cognitive Neuropsychology Laboratory na Harvard University.

Źródło:
Vetter, Bola et al., Decoding Natural Sounds in Early ‘‘Visual’’ Cortex of Congenitally Blind Individuals, Current Biology (2020), https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.05.071
https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S0960-9822%2820%2930758-2

Odsłony: 71
Our website is protected by DMC Firewall!