Сетчатка дрозофил показала автономность в распознавании образов
Клетки сетчатки глаза способны самостоятельно выделять объекты со схожими спектральными характеристиками, первично определяя их форму, и сводить к минимуму реакцию на случайные раздражители. К такому выводу пришли нейробиологи из Университета Шеффилда (Великобритания).
В эксперименте ученые in vivo подвергали световой стимуляции фоторецепторы дрозофил. При разном уровне освещенности клеткам демонстрировалась временная последовательность стимулов, перемежающаяся белым шумом. Комплексная оценка реакций проводилась с помощью метода нелинейного авторегрессионного скользящего математического ожидания с внешними входами (NARMAX).
Результаты исследования показали, что нелинейное кодирование визуальной информации в случае дрозофил осуществляется уже на уровне фоторецепторов в колбочках, а не только в зрительной коре мозга. В частности, их клетки R1-R6 были в состоянии зафиксировать расположение границ и линий изображения, а также их симметричность и текстуру.
При этом кодирование фоторецепторов демонстрировало устойчивость к неинформативному визуальному шуму. Модель клеток, построенная на основе реакций на белый шум, оказалась невосприимчивой к выполнению своих ключевых функций.
По словам исследователей, нелинейное кодирование на периферии ЦНС упрощает детализацию визуальных стимулов. Такое устройство зрительного анализатора повышает эффективность восприятия, в том числе краев движущихся объектов. Прежде считалось, что фоторецепторы лишь преобразуют свет в электрические сигналы.
Предполагается, что механизм работы фоторецепторов дрозофил и человека может быть идентичен. В этом случае ученые получат новые возможности для совершенствования имплантатов сетчатки, необходимых, в частности, пациентам с возрастной макулярной дегенерацией (ВМД). Это заболевание считается наиболее распространенной причиной потери зрения в развитых странах.
