Badania nad percepcją wzrokową Mózg jest złożonym narządem, który przetwarza bodźce wzrokowe poprzez kombinację aktywności i inhibicji neuronalnej. Iluzje wzrokowe mają miejsce wskutek modulacji kontekstualnej podczas przetwarzania bodźców przez neurony i jednym z takich mechanizmów jest supresja otoczenia. Zdrowie © Thinkstock Dogłębna analiza obwodów neuronalnych, pozwalająca wyjaśnić modulacje kontekstualne, nie była dotąd możliwa z powodu ograniczonej rozdzielczości czasoprzestrzennej. Niedawne odkrycie optogenetyki umożliwiło niespotykaną dotąd swoistość komórkową i regulację czasoprzestrzenną aktywności neuronów. Naukowcy pracujący nad finansowanym ze środków UE projektem "Controlling conscious visual perception with light" (A LIGHT ON VISION) korzystali z optogenetyki i zapisów elektrofizjologicznych w badaniu obwodów neuronalnych pierwszorzędowej kory wzrokowej (V1) mózgu. Naukowcy starali się wyjaśnić zjawisko modulacji kontekstualnej, a w szczególności supresji otoczenia. Supresja otoczenia w V1 występuje w szczególności, gdy neurony generują podobny sygnał w odpowiedzi na bodziec, który wykracza poza neuronalne pole odbioru. Postawiono szereg hipotez, aby opisać to zjawisko, lecz żadnej nie udało się wcześniej potwierdzić. Aktywność neuronalna była rejestrowana z użyciem elektrod laminarnych w korze V1 u myszy pod narkozą a sygnały zwrotne były selektywnie wyciszane poprzez interwencje optogenetyczne. Selektywną inhibicję osiągano poprzez ekspresję otwieranego pod wpływem niebieskiego światła kanału kationowego rydopsyny kanałowej 2 w neuronach hamujących i działania niebieskim światłem. Wyniki ujawniły, że supresja otoczenia zawsze miała miejsce po wstępnej odpowiedzi, co wskazuje na przetwarzanie rekurencyjne. Istotność komunikacji wewnątrzkorowej przetestowano zaburzając sygnały zwrotne z wyższych obszarów wzrokowych, takich jak boczny przyśrodkowy lub przedni przyśrodkowy, podczas rejestracji aktywności V1. Wstępne wyniki potwierdziły teorię supresji otaczającej, jako że nie obserwowano wyciszenia odpowiedzi neuronalnej V1 na silniejsze bodźce podczas zakłócania sygnału zwrotnego. Trwają dalsze analizy, aby potwierdzić wyniki. Zostaną również przeprowadzone testy na przytomnych myszach, aby uzupełnić wstępne wyniki. Działania w ramach projektu ujawniły potencjał interwencji optogenetycznych w badaniu złożonych czynności mózgu poprzez selektywną aktywację lub inhibicję. Może to zrewolucjonizować neurobiologię. Przyszłe zastosowania obejmują leczenie i rehabilitację pacjentów psychiatrycznych i z innymi chorobami mózgu. Słowa kluczowe Bodźce wzrokowe, aktywacja neuronów, inhibicja, modulacja kontekstualna, supresja otoczenia, obwody neuronalne, optogenetyka, pierwszorzędowa kora wzrokowa, rodopsyna kanałowa
