Скорость мысли. Грандиозное путешествие сквозь мозг за 2,1 секунды - [30]
Нет никаких сомнений в том, что зрительная система далека от строгой иерархии, и эти две магистрали совершенно точно многократно пересекаются. Мы знаем, что они сходятся в далеких от V1 областях коры головного мозга, таких как дорсолатеральная префронтальная кора, которую мы посетим позже, в седьмой главе. Между магистралями явно существует перекрестная связь, позволяющая импульсам нейронов, расположенных на одной из них, влиять на нейроны другой [105]. И, что особенно важно, повсюду есть обратная связь, от V2 к V1, от V4 к V2 – везде [106]. Когда мы вместе с импульсом мчались вперед, от глаза через V1 и далее, бесконечные потоки импульсов проносились мимо нас в другую сторону, по встречной полосе, возвращаясь назад к V2 или обратно к V1. Как будто первым зрительным областям необходимо знать, о чем уже узнали последующие. В десятой главе мы увидим, что, возможно, так и есть.
Даже внутри иерархии, если копнуть поглубже, обнаруживаются нюансы. На крупномасштабной карте магистрали «Как» и «Что» показывают связи, проходящие через огромные участки коры головного мозга. Но на уровне отдельного нейрона, вероятно, существует строгая логика для соединения ветвей его аксона с дендритом каждого конкретного нейрона, поскольку они предназначены для передачи сигнала на определенные типы нейронов в определенных подгруппах из сотен миллионов нейронов, которые мы называем V2 или V4. Мы только-только начали расшифровывать формулы этой логики для зоны V1 [107], используя новую безумную технологию – штрихкодирование РНК.
Возьмите цепочку синтезированной РНК с уникальной сигнатурой. Введите ее в нейрон в V1. Теперь подождите. Эта нить РНК будет транспортироваться по аксону нейрона, куда бы он ни шел. Чтобы узнать, попадает ли он в область X, вырежьте эту область и секвенируйте ткань на наличие этой уникальной РНК. Если она там есть – бинго, ваш нейрон соединяется с областью X. Прелесть этого подхода заключается в том, что вы можете ввести столько уникальных маркеров и в такое количество нейронов, на сколько у вас хватит времени и терпения, а затем провести секвенирование для каждого в образце ткани, который вы вырезали. В результате можно установить точную картину связей между сотнями отдельных нейронов, в масштабе, который когда-то считался невозможным.
Как показало РНК-штрихкодирование зрительной зоны V1 мыши, в соединениях этих сотен нейронов действительно существует жесткая логика. Команда Мрсич-Флогеля (да-да, снова эти ребята) ввела маркерную РНК в нейроны V1 у мышей, а затем секвенировала образцы из шести областей зрительной коры, которые потенциально могли содержать целевые клетки для аксонов нейронов из V1. Оказалось, что половина нейронов V1 имеет связь с двумя или более из шести, но это были не случайные комбинации. Вместо 16 возможных – при случайном распределении – комбинаций из двух, трех или четырех целей среди соединений доминировали всего четыре комбинации. Получается, половину нейронов в V1 можно отнести к одной из четырех групп в соответствии с комбинацией соседних областей коры, куда они посылают свои сигналы. Однако пока это лишь аппетитный привкус грядущих открытий. Мы довольно много знаем о том, как нейроны головного мозга взаимодействуют с соседними, гораздо меньше – об их связях на больших расстояниях, и почти ничего – о том, как они взаимодействуют с противоположным полушарием мозга.
Когда мы покинули V1 и погрузились в белое вещество, один из клонов импульса попрощался с нами на развилке, отправившись по идущей вбок ветке нашего аксона, чтобы пересечь борозду между полушариями. Эта ветвь – один из миллионов аксонов мозолистого тела, мощного пучка проводов, соединяющих кору левого и правого полушария. Если бы мы могли клонировать себя, мы бы тоже отправились по этому кабелю с гонцом, несущим свое послание для поддержания хрупкого мира между левой и правой половинами мозга.
Проблема в том, что я понятия не имею, куда бы нас привел этот путь. Насколько известно картографам мозга, мы почти наверняка оказались бы в той же области головного мозга на другой, зеркальной стороне. Из V1 слева в V1 справа. Из левой V2 в правой V2. В другие зоны, которые имеют дело со зрением? Возможно. Где-нибудь еще? Мы понятия не имеем. Мы вообще очень мало знаем о путешествиях импульсов между корой двух полушарий. Одна из причин заключается в том, что до сих пор просто не существовало технологии для одновременной регистрации одиночных импульсов от множества отдельных нейронов в разных областях коры головного мозга. В том числе в разных областях коры обоих полушарий. А еще дело в том, что разбираться даже с функционированием только одной зоны одного полушария невероятно сложно. И нам еще предстоит бесконечное множество открытий. Иметь дело с двумя полушариями вдвое сложнее.
Однако технологии развиваются. Например, уменьшая разрешение микроскопов и одновременно регистрируя активность больших областей коры обоих полушарий мыши, мы видим, что активность обычно синхронизируется между одинаковыми областями с двух сторон
