سلول‌هایی که به آن‌ها نورون‌های آی‌سی انکودر (IC-Encoder) حرف های می‌شود، مغز را از طریق فرآیندی به نام تکمیل الگوی بازگشتی  (recurrent pattern completion) فریب خواهند داد تا اشیایی را ببیند که وجود ندارند.

به نقل از آی‌ای، یک گروه از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و مؤسسه آلن در سیاتل یافته‌های خود را در مجله نیچر نوروساینس (Nature Neuroscience) انتشار کرده‌اند. بر پایه این مطالعه، یک توهم وقتی رخ می‌دهد که ادراک ما از یک شیء با اطلاعات حسی مطابقت نداشته باشد.

یک مثال کلاسیک، مربع کانیزسا است، جایی که مغز انسان یک مربع سفید را می‌بیند، حتی اگر ورودی بصری فقط چهار شکل سیاه همانند به پک‌من باشد.

در این مطالعه، فعالیت الکتریکی مغز موش‌ها زمان مشاهده تصاویر توهم‌زا مورد بازدید قرار گرفت. گروه تحقیقاتی از اپتوژنتیک هولوگرافیک دو فوتونی برای تحریک نورون‌های آی‌سی انکودر با پرتو نور یا لیزر منفعت گیری کردند، در وقتی که هیچ توهمی وجود نداشت.

این تحریک همان الگوهای فعالیت مغزی را تشکیل کرد که هنگامی موش‌ها تصاویر توهم‌زا را می‌دیدند، مشاهده می‌شد و نشان داد که این نورون‌های خاص مسئول تشکیل این ادراک می باشند.

های‌یونگ شین، نویسنده‌ مطالعه و از دانشگاه سئول توضیح می‌دهد: به علت این که نورون‌های آی‌سی انکودر این ظرفیت اختصاصی را برای هدایت تکمیل الگو دارند، فکر می‌کنیم آن‌ها امکان پذیر اتصالات سیناپسی تخصصی داشته باشند که به آن‌ها اجازه می‌دهد این الگو را به شکلی زیاد مؤثر بازسازی کنند. این فرآیند از طریق یک حلقه بازخورد بالا به پایین (top-down) در سیستم بصری مغز رخ می‌دهد.

وقتی که با یک سرنخ بصری ناقص روبه رو می‌شویم همانند گوشه‌های شکسته یک مربع، مناطق بصری سطح بالاتر مغز تفسیر می‌کنند: این یک مربع است.

این تفسیر سپس همانند یک فرمان به قشر بصری اولیه ارسال می‌شود، جایی که نورون‌های  آی‌سی انکودر قرار دارند. این سلول‌ها سپس این دستور بالا به پایین را دریافت کرده و فعالیت عصبی را تشکیل می‌کنند که علتمی‌شود ما شیء کامل و توهمی را ادراک کنیم. این مطالعه برای اولین بار در موش‌ها نشان داد که یک حلقه بازخورد در مغز وجود دارد.

اهمیت این مطالعه برای اختلالات عصبی

چگونگی فعال ساختن ادراک توسط مغز، همان گونه که اکنون بهتر فهمیده شده، اهمیت بسیاری برای اختلالات عصبی دارد، جایی که ادراک دچار اختلال می‌شود.

جروم لکوک، دکترای پژوهشگر مؤسسه آلن می‌گوید: در برخی بیماری‌ها، الگوهای فعالیت در مغز شما ظاهر خواهد شد که غیرعادی می باشند و در اسکیزوفرنی، این‌ها با نمایش اشیایی که به‌صورت اتفاقی پدید می‌آیند، مرتبط می باشند.

او گفت: اگر ندانید این اشیاء چطور شکل می‌گیرند و مجموعه‌ای از سلول‌ها چطور با هم کار می‌کنند تا این نمایش‌ها شکل بگیرند، قادر به درمان نخواهید می بود. به این علت فهمیدن این که کدام سلول‌ها و در کدام لایه این فعالیت رخ می‌دهد، سودمند است.

دید فعالانه به جای دریافت منفعل

یافته‌ها فهمیدن ما از بینایی را از یک فرآیند منفعل که فقط ورودی حسی را دریافت می‌کند، به یک فرآیند فعال تحول می‌دهد که مغز به طور فعال ادراک ما از حقیقت را می‌سازد.

این مطالعه مسیرهای جدیدی برای بازدید چگونگی تفسیر و شکل‌دهی مغزها به واقعیتی که روزانه توانایی می‌کنیم، باز می‌کند.