Общепринятые в медицине представления о том, как работает человеческий мозг, поставила под сомнение серия экспериментов, проведенных учеными в США.

В соответствии со сложившимися представлениями, сенсорная информация от кожи, глаз и ушей поступает в так называемый зрительный бугор, или таламус. Оттуда она распределяется по шести слоям коры головного мозга — вначале идет на средний (4-й) уровень, потом в верхние слои (2-й и 3-й), и только потом доходит до самых глубоких слоев (5-й и 6-й). Такая модель движения сигналов основывается на понимании анатомии и направлении осей аксонов, составляющих сеть нервной системы.

Ученые из Колумбийского института изучения работы мозга имени Мортимера Цукермана и Института Кавли провели исследование, которое включало в себя эксперименты с участием крыс, чей мозг достаточно хорошо изучен и основные принципы его работы являются общими как для большинства всех млекопитающих, так и для человека. Роль, которую исполняют усы у грызунов, отчасти схожа с той, которую у людей выполняют пальцы рук — они дают представление о форме и фактуре окружающих предметов. Каждый волосок соединен с особым кластером нейронов в форме бочонка в мозге.

С помощью особой техники ученые удалось проследить, как проходят сигналы через синапс от одного нейрона к другому. Используя микропипетку шириной не более одного микрона (0,001 мм), заполненной жидкостью, способной проводить нервные сигналы, ученые записали нервные импульсы, идущие от усиков при их стимуляции в 176 нейронах в коре головного мозга и 76 нейронах в таламусе. Запись показала, что сигналы идут из таламуса прямо в слои 4 и 5 одновременно. И хотя 80% аксонов таламуса прошли в уровень 4, были зарегистрированы и очень сильные сигналы в более глубоких слоях коры.

Чтобы убедиться в том, что сигналы действительно идут в более глубокие слои коры головного мозга, ученые блокировали сигналы на уровне 4 с помощью анестетика лидокаина. К удивлению ученых, которые были уверены, что при блокировке сигналов на 4-м уровне сигналы в глубокие слои либо не будут поступать, либо будут заметно ослаблены, активность в более глубоких слоях коры оставалась неизменной. А это поднимает целый ряд вопросов о том, как же в действительности функционируют слои коры мозга.

Одна из новых гипотез ученых заключается в том, что верхние и глубокие слои коры формируют свою отдельную нейронную цепь, и это характерно в особенности для высокоразвитых млекопитающих, особенно для человека.

Еще одно объяснение может быть в том, что основная обработка сенсорной информации происходит в более глубоких слоях коры головного мозга. Например, как в случае с игрой в теннис, когда нужно следить за движением мячика и координировать в соответствии с ним свои движения, чтобы ударить по нему в нужный момент. Обработка же информации, в которую входит использование контекста и опыта, может происходить в верхних слоях коры.

И все же, подводит итог Dtalimira.com, ссылаясь на статью в новом номере журнала Science, это лишь гипотезы. Ответы на вопросы, как работает мозг при обработке информации, по-прежнему неизвестны, а новое исследование лишь увеличило их список.