Нейроны-инженеры: учёные обнаружили, что зрительная кора не просто видит, а участвует в когнитивных функциях

Учёные совершили прорыв в понимании того, как мозг ^[1] обрабатывает зрительную информацию, обнаружив, что зрительная кора работает не как статичный «проектор», а как умный адаптивный фильтр, который мгновенно настраивается под задачи — будь то поиск ключей или анализ сложных паттернов. Исследование использовало функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), чтобы показать: когда человек решает, к какой категории отнести объект, зрительная кора динамически перестраивает нейронные «карты», делая ключевые для задачи детали более выраженными.

В эксперименте участникам показывали абстрактные двумерные формы, которые нужно было сортировать по трём типам правил. Два из них были линейными — например, разделять фигуры по прямой границе в воображаемом пространстве признаков. Третий требовал нелинейного подхода, группируя формы из несмежных областей, что сложнее для восприятия. Задачи менялись случайным образом, заставляя мозг ^[1] постоянно переключать «алгоритм» категоризации. Анализ данных фМРТ выявил удивительное явление: в зрительной коре, особенно в её первичных зонах V1, V2 и V3, изображения форм перекраивались — границы между категориями, актуальные для текущей задачи, становились чётче, словно увеличительное стекло фокусировалось на критических различиях.

^[2]

Например, при переходе от простого линейного правила к сложному нелинейному мозг ^[1] «подсвечивал» те параметры фигур, которые позволяли провести нужное разграничение. Причём наиболее заметные изменения происходили с формами, находившимися близко к границе категорий — словно мозг ^[1] тратил больше ресурсов на «спорные» случаи, улучшая точность решений. Участники, у которых эти нейронные изменения были выражены сильнее, демонстрировали более высокую скорость и точность ответов.

Открытие бросает вызов классическим моделям, где зрительная кора лишь передаёт информацию «вверх» для анализа. Теперь ясно: она активно участвует в когнитивных процессах, оптимизируя данные «на месте» — как умные очки, которые автоматически регулируют резкость в режиме реального времени. Это объясняет, почему человек, ищущий в толпе знакомое лицо, буквально видит его чётче остальных — мозг ^[1] усиливает релевантные сигналы ещё до осознанного решения.

Для разработчиков ИИ исследование предлагает кардинальный сдвиг в подходах. Современные системы распознавания образов, как правило, используют фиксированные слои обработки данных. Если же создать алгоритмы, имитирующие динамическую адаптацию зрительной коры — например, гибко перераспределяющие вычислительные ресурсы между анализом цвета, формы и контекста, — то это может революционизировать компьютерное зрение. Камеры автономных автомобилей смогут моментально переключаться между распознаванием дорожных знаков и пешеходов, а системы безопасности — адаптироваться к изменяющимся условиям наблюдения без перепрограммирования.

Учёные планируют исследовать, как зрительная кора взаимодействует с памятью и принятием решений в многозадачных сценариях. Это может привести к созданию гибридных нейроморфных систем, где ИИ не только анализирует данные, но и учится оптимизировать их обработку под конкретные цели — как мозг ^[1], который мгновенно перестраивается между чтением книги, вождением и поиском нужного поворота.

Источник ^[3]