Ученые выяснили, как думают мухи

Для этого потребовалась кропотливая работа.

Ученые поместили мух в «виртуальную реальность», чтобы изучить, как зрение формирует их движения. Эксперимент показал, что насекомые использовали глаза, чтобы не сбиться с намеченного пути, но при этом для обратного — чтобы вернуться на свою траекторию — зрение не использовалось. Об этом пишет Current Biology.

Нейробиолог Евгения Чиаппе из научного центра в Шампалимо, Португалии, рассказала, что новое исследование посвящено тому, как именно визуальные данные обрабатываются в мозгу, чтобы люди, например, не врезались в стены или не падали с обрыва.

Исследователи, конечно, не смогли привязать пару очков виртуальной реальности к мухам, но поместили их в специально созданную среду со статическими стенами и потолком, а также полом, которым можно манипулировать и изменять таким образом траекторию полета. Стены были нагреты, чтобы управлять движением мух, а также чтобы отличать преднамеренные от случайных движений.

Эксперимент показал, что зрение использовалось для того, чтобы мухи не сбились с намеченного курса до того, как это уже произошло, и не для того, чтобы вернуть их на правильный путь после того, как они уже отклонились от маршрута.

«Давно устоявшаяся точка зрения заключается в реактивных компенсаторных вращениях, либо через координацию головы и тела, либо непосредственно через вращения тела», — рассказывает Евгения Чиаппе. — «Мы обнаружили, что это не так. Чтобы поддерживать стабильность взгляда, зрение влияет на движения тела, настраивая и корректируя позы в качестве превентивной меры».

Даже когда человек ничего не видит, он все равно корректирует свои движения и позу на основе обратной связи, посылаемой различными частями тела: например, наклоняя ноги под углом, чтобы оставаться в вертикальном положении на склоне, независимо от того, видно это или нет.

Из эксперимента с мухами стало ясно, что визуальная информация перекрывает эту обратную связь остальной части тела, например, для достижения таких целей, как ходьба по прямой. Мухи, в свою очередь, использовали свое зрение, чтобы упреждающе удерживать свое тело на нужной траектории. Это предполагает очень тесную связь между зрением и управлением моторикой.

«Эффект зрения гораздо ближе к контролю конечностей, чем считалось ранее», — предполагает нейробиолог Томас Круз.

Исследователи считают, что их выводы, скорее всего, относятся и к животным с большим мозгом, включая людей. У которых, согласно гипотезам ученых, тоже есть двунаправленные взаимодействия, происходящие между спинным мозгом и зрительными цепочками, благодаря чему информация из наших глаз получает приоритет и быстро используется.

Будущие исследования могут выйти далеко за рамки простого изучения того, как животные могут ходить по прямой. По мнению научной команды, эти связи между мозгом и телом могут иметь отношение к нашему самоощущению и к тому, как мы воспринимаем себя по отношению ко всему остальному.

Исследователи стремятся изучить, как на зрение и движение влияют разные типы поведения и в разных сценариях, например, у пациентов с психическими расстройствами, которые ухудшают взаимосвязь между тем, как мы видим, что вокруг нас, и тем, как это связано с нашим движением.

«Следующими шагами будет определение точных схем, в которых сходятся эти источники информации, и исследование того, как они взаимодействуют, чтобы управлять поведением животного», — говорит Круз.