Как мы видим? Нейробиология зрительного восприятия

Брайан любил общаться с молодыми учеными, чьи исследования вызывали у него интерес. Во время поездок в США он часто приезжал в мой маленький домик под Бостоном. Мы допоздна засиживались на заднем крыльце, обсуждая популяции клеток сетчатки, сплетничая о друзьях и потягивая бурбон. После смерти Брайана ученые, занимающиеся исследованиями сетчатки, учредили в его память награду за научные достижения – ее вручают раз в два года, когда все сообщество собирается в горах Вермонта на научное биеннале. Стать лауреатом премии Бойкотта – большая честь, поскольку Брайана все уважали и любили. Победитель получает сертификат и бутылку односолодового виски.

5 | Что глаз сообщает мозгу?

Водной реализации кодировщик, использующий первый набор выученных примитивов визуального знания, исключает визуальную информацию из изображения до сжатия. После распаковки декодировщик, использующий автономно выученный набор примитивов визуального знания, восстанавливает исключенную визуальную информацию и синтезирует изображение.

ИЗ ЗАЯВКИ НА ПОЛУЧЕНИЕ ПАТЕНТА США НА АЛГОРИТМ ВИЗУАЛЬНОГО РАСПОЗНАВАНИЯ

Невозможно познать всю реальность, но вполне возможно понять ее.

БРАЙАН ТОМПСОН. ДЗЕН-МЫШЛЕНИЕ

Теперь, когда мы познакомились с основными участниками работы сетчатки, мы можем перейти к следующему этапу – к обретению понимания того, как они передают зрительную информацию остальной нервной системе.

Вы помните главный принцип: разрешающая способность зрения определяется плотностью мозаики ганглионарных клеток на сетчатке – аналогично тому, как плотность пикселей на экране определяет его разрешение. Проще говоря, чем плотнее расположены ганглионарные клетки, тем острее зрение.

Вы также знаете некоторые базовые принципы того, как сетчатка воспринимает зрительные раздражители: одни ганглионарные клетки реагируют преимущественно на действие светового стимула, другие на его ослабление, при этом некоторые из них генерируют короткий транзиторный ответ, другие – устойчивый ответ на протяжении всего времени действия стимула.

Разумеется, этим знания современной науки о ганглионарных клетках не исчерпываются. Недавние исследования показали, что у большинства млекопитающих насчитывается более 30 различных типов ганглионарных клеток, каждый из которых отвечает за восприятие определенных аспектов зрительного раздражителя. Далее я расскажу вам о некоторых из этих типов. Но детали не так важны, как понимание главного, а именно того, что ганглионарные клетки формируют окончательные сообщения, которые сетчатка посылает в головной мозг. Это единственные сообщения, которые мозг получает от глаза, поэтому они полностью определяют то, что наш мозг знает о видимом мире и каким он его «видит».

«УМНЫЕ» ГАНГЛИОНАРНЫЕ КЛЕТКИ

Помимо уже известных нам четырех типов ганглионарных клеток сетчатки (с транзиторными или устойчивыми on– или off-ответами) существуют и другие. Среди «умных» типов ганглионарных клеток лучше всего изучены клетки с избирательной чувствительностью к направлению, которые реагируют на движение стимула в одном направлении и не реагируют на движение того же стимула в противоположном направлении. Другими словами, такая клетка реагирует на направление движения независимо от конкретного визуального объекта. Ей неважно, что именно движется через ее рецептивное поле – светлая часть объекта или темная (что с точки зрения физики является совершенно другим стимулом), точечное световое пятно или крупный объект, – если этот раздражитель движется, скажем, слева направо, клетка возбуждается. На рисунке ниже пунктирной линией обозначено рецептивное поле клетки; маленьким кружком внутри него – зрительный стимул. Клетка реагирует на движение стимула, чей размер меньше ее рецептивного поля, независимо от того, в какой части поля происходит это движение. В основе этой способности лежит изобретательный нейронный механизм. Я не буду здесь вдаваться в детали, но, когда наши немецкие коллеги в 2015 г. разрешили эту загадку, мы все праздновали победу.