۱۵ سپتامبر ۲۰۲۵، عکس از نویسنده: مریگاکشی دیکسیت -تجهیزات کاوشگر نوروپیکسل که به عنوان بخشی از برنامه OpenScope موسسه آلن استفاده می‌شود.موسسه آلن/اریک دینل
آیا تا به حال به یک نقاشی ساده خیره شده‌اید و چیزی را دیده‌اید که در واقع وجود ندارد؟ خب، این مغز شماست که یک توهم ایجاد می‌کند.محققان اکنون مدار عصبی و نوع سلول خاصی را که مسئول درک توهمات بصری است، شناسایی کرده‌اند.
سلول‌هایی که به عنوان نورون‌های رمزگذار IC شناخته می‌شوند، مغز را از طریق فرآیندی به نام تکمیل الگوی مکرر، فریب می‌دهند تا اشیایی را ببیند که وجود ندارند.
یک تیم مشترک از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، و موسسه آلن در سیاتل، یافته‌ها را در 15 سپتامبر در مجله Nature Neuroscience منتشر کردند.مربع کانیزسا که در آزمایش‌های خطای دید نوری استفاده می‌شود. Creative Commons
یک خطای دید زمانی رخ می‌دهد که درک ما از یک شیء با اطلاعات حسی مطابقت نداشته باشد.
یک مثال کلاسیک، “مربع کانیزسا” است که در آن مغز انسان یک مربع سفید را درک می‌کند، حتی اگر ورودی بصری فقط چهار شکل سیاه شبیه به Pac-Man باشد.در این مطالعه، فعالیت الکتریکی مغز موش‌ها هنگام مشاهده تصاویر خیالی مشاهده شد.
این تیم از اپتوژنتیک هولوگرافیک دو فوتونی برای تحریک نورون‌های رمزگذار IC با پرتوی از نور یا لیزر، حتی زمانی که هیچ خطای دیدی وجود نداشت، استفاده کرد.این تحریک، الگوهای فعالیت مغزی مشابهی را هنگام دیدن توهم توسط موش‌ها ایجاد کرد و نشان داد که این نورون‌های خاص مسئول ایجاد این ادراک هستند.
هیونگ شین، نویسنده‌ی این مطالعه که اکنون در دانشگاه سئول است، توضیح داد: «از آنجایی که نورون‌های رمزگذار IC این ظرفیت منحصر به فرد را برای هدایت تکمیل الگو دارند، فکر می‌کنیم که ممکن است اتصال خروجی سیناپسی تخصصی داشته باشند که به آنها اجازه می‌دهد این الگو را به شیوه‌ای بسیار مؤثر بازسازی کنند.»
این اتفاق از طریق یک حلقه‌ی بازخورد «بالا به پایین» در سیستم بینایی مغز رخ می‌دهد.هنگامی که با یک نشانه‌ی بصری ناقص – مانند گوشه‌های تکه‌تکه شده‌ی یک مربع – مواجه می‌شوند، نواحی بصری سطح بالاتر مغز تفسیر می‌کنند: «این یک مربع است.»
سپس این تفسیر مانند یک فرمان عمل می‌کند که به قشر بینایی اولیه، جایی که نورون‌های رمزگذار IC در آن قرار دارند، ارسال می‌شود. سپس این سلول‌ها این دستورالعمل «بالا به پایین» را دریافت کرده و فعالیت عصبی را ایجاد می‌کنند که باعث می‌شود ما شیء کامل و توهمی را درک کنیم.
جالب است که این مطالعه برای اولین بار در موش‌ها نشان داد که یک حلقه‌ی بازخورد مهم برای اختلالات عصبی در مغز وجود دارد. نحوه فعال‌سازی ادراک توسط مغز ما، همانطور که اکنون بهتر درک می‌شود، برای اختلالات عصبی که در آنها ادراک دچار اختلال می‌شود، اهمیت زیادی دارد.
جروم لکوک، دکترا، محقق وابسته در موسسه آلن، گفت: «در برخی بیماری‌ها، الگوهای فعالیتی در مغز شما ظاهر می‌شوند که غیرطبیعی هستند و در اسکیزوفرنی، این الگوها مربوط به بازنمایی‌های اشیاء هستند که به طور تصادفی ظاهر می‌شوند.»
لکوک افزود: «اگر نفهمید که چگونه آن اشیاء شکل می‌گیرند و مجموعه‌ای از سلول‌ها با هم کار می‌کنند تا آن بازنمایی‌ها را ایجاد کنند، نمی‌توانید آن را درمان کنید. بنابراین درک اینکه این فعالیت در کدام سلول‌ها و در کدام لایه رخ می‌دهد، مفید است.»
برنامه OpenScope موسسه آلن این تحقیق را ممکن ساخت، که به تیم برکلی دسترسی به ابزارهای پیشرفته، از جمله «دستگاه کاوشگر نوروپیکسل» را فراهم کرد.
دانشمندان با استفاده از شش کاوشگر، ضبط‌های الکتریکی منحصر به فردی در سراسر مغز انجام دادند که به آنها امکان می‌داد حلقه‌های بازخورد در زمان واقعی در مغز را با دقت میلی‌ثانیه ببینند.جالب اینجاست که این یافته‌ها، درک ما از بینایی را از یک فرآیند غیرفعالِ صرفاً دریافت ورودی‌های حسی، به یک فرآیند فعال تغییر می‌دهد که در آن مغز به طور فعال درک ما از واقعیت را می‌سازد.
این مطالعه، راه‌های جدیدی را برای بررسی چگونگی تفسیر و شکل‌دهی واقعیتی که روزانه تجربه می‌کنیم توسط مغز، باز می‌کند.
