Вот как наш мозг узнает, что является едой для нас
Когда вы замечаете вкусный кусок торта, переход от взгляда к голоду или желанию его попробовать может показаться довольно простым действием. Но по сути для нашего мозга, если сказать метафорично, это все кажется информационным оркестром, который передает ее от нейрона к нейрону и от одной области мозга к другой, чтобы перейти от желаний к прямым действиям, чтобы положить сочный кусочек красного бархата прямо вам в рот.
И хотя у нас есть некоторое представление о том, как работают нейронные процессы, участвующие в том, как наш мозг реагирует на различные продукты, у нас нет полного, исчерпывающего алгоритма всех его установок. Но благодаря случайному открытию ученых из Массачусетского технологического института обнаружили особую группу нейронов, которые загораются всякий раз, когда в поле вашего зрения попадает любое кулинарное лакомство.
Как описано в статье, опубликованной в прошлом месяце в журнале Current Biology, эти нейроны расположены в области, называемой вентральным зрительным потоком, нервным путем, который передает информацию из зрительной коры головного мозга в височную долю, которая находится сразу за ушами. Это любопытное место для чувствительных к пище нейронов, но они, возможно, эволюционировали как реакция на связь пищи с культурой и социальным поведением.
Нэнси Канвишер, старший автор статьи и профессор когнитивной неврологии Уолтера А. Розенблита в Массачусетском технологическом институте, которая отвечала за описание результатов этого исследования, также была известна своей работой в 1990-х годах, в которой была обнаружена веретенообразная область лица, эта небольшая область в нижней височной коре, которая активируется, когда необходимо подключить распознавание лиц. С тех пор ее лаборатория поставила перед собой задачу лучше понять и охарактеризовать все тонкости визуального восприятия. В этот раз произошло случайное открытие. Так , чтобы найти что-то в мозге, исследователи не преднамеренно отправились на поиски чего-то нового, так Канвишер и Минакши Хосла, первый автор статьи и аспирант из лаборатории, просматривая набор данных Natural Scenes Dataset (NSD), огромную общедоступную коллекцию из 10 000 функциональных снимков всего мозга, смогли приблизиться к раскрытию секретов вентрального визуального потока.
Для этого они использовали некоторые математические и вычислительные методы, чтобы разложить все снимки мозга в огромную таблицу, в которой, по словам Нэнси, воксели (самая маленькая единица МРТ, похожая на 3D-пиксель мозговой ткани) выделяют нейроны, которые больше всего реагировали на конкретные изображения, такие как дом, щенок или в данном случае изображения еды. В NSD участникам было показано более 70 000 различных цветных природных сцен, взятых из набора данных Microsoft Common Objects in Context.
Они обнаружили, что в вентральном визуальном потоке находятся четыре нейронные популяции, соответствующие ранее идентифицированным кластерам, которые обычно реагируют на лица, места, тела и слова. Но затем они заметили пятую группу: нейроны светились от удовольствия всякий раз, когда речь шла о еде. Это любопытное открытие было совершенно неожиданным и повергло исследователей в недоумение.
Повторный анализ данных в течение следующих нескольких месяцев показал, что эти нейроны оказались очень реальными и очень сильно ассоциировались только с едой. Исследователи посчитали эту специфичную для пищи популяцию вентральным пищевым компонентом или VFC. Кажется, что это охватывает два кластера нейронов, расположенных по обе стороны от веретенообразной области лица, которую ранее обнаружила Канвишер.
Чтобы выйти за рамки NSD и посмотреть, верны ли их выводы для других изображений, команда создала прогностическую модель с некоторым машинным обучением. Искусственный интеллект, действующий как своего рода дублер человеческого мозга, просмотрел более миллиона изображений, и он сильно реагировал на 1000 тех изображений, которые были едой, даже в черно-белом исполнении. Также ИИ были показаны пары продуктов питания и непродовольственных товаров, которые имели сходство с точки зрения формы, цвета и текстуры, с единственным отличием в съедобности. Например, банан и полумесяц, конфеты M&Ms и пуговицы, жареная курица и милые щенята, хотя наверное где-то они все еще остаются едой…но речь не об этом.
В общем исследователи обнаружили, например, что изображения продуктов теплого цвета по сравнению с холодными тонами всегда превалирует. А ведь давно замечено, что цвет, по-видимому, является решающим фактором в выборе и восприятии пищи, как показывают исследования, посвященные дальтонизму и еде 1950-х годов, а также поведенческие исследования у взрослых, детей и обезьян. В рамках этого исследования специалисты все еще пытаются выяснить все факторы, связанные с восприятием пищи, части мозга, участвующие в этом обучении, как это развилось у людей, и имеют ли другие животные подобные нейроны. А в целом немного стало понятно, почему дети выбирают еду теплых тонов, нежели некоторые фрукты и овощи холодных оттенков.