Ερευνητές από το Ολλανδικό Ινστιτούτο Νευροεπιστήμης διαπίστωσαν ότι ο άνω κολεός, μια περιοχή του εγκεφάλου που διατηρήθηκε σε όλη την εξέλιξη, παίζει πιο ζωτικό ρόλο στην όραση από ό,τι πιστεύαμε μέχρι σήμερα.
Όταν κοιτάμε κάτι, μπορούμε εύκολα να διακρίνουμε ένα αντικείμενο από το φόντο. Ενώ αυτό ακούγεται προφανές, το πώς το επιτυγχάνει ο εγκέφαλός μας εξακολουθεί να είναι αρκετά περίπλοκο. Από καιρό είναι γνωστό ότι μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται οπτικός φλοιός εμπλέκεται στη διαδικασία αυτή. Ωστόσο, υπάρχουν ζώα στα οποία αυτή η περιοχή είναι πολύ λιγότερο ανεπτυγμένη από τη δική μας ή δεν υπάρχει καθόλου. Πώς λοιπόν αυτά τα ζώα βλέπουν πότε ένα θήραμα ή ένας θηρευτής τα πλησιάζει σε ένα πολυπληθές περιβάλλον; Μήπως τελικά εμπλέκεται και άλλος παίκτης;
Οι οπτικές πληροφορίες ταξιδεύουν από τον αμφιβληστροειδή μας στον οπτικό φλοιό, αλλά εν μέρει και σε μια δομή που ονομάζεται άνω κολεόπλασμα. Αυτό είναι το αρχαίο οπτικό σύστημα που είναι κοινό σε όλες τις κατηγορίες σπονδυλωτών, από τα ψάρια μέχρι τα αμφίβια, τα ερπετά, τα πτηνά και τα θηλαστικά. Είναι αξιοσημείωτο ότι η δομή αυτή έχει διατηρηθεί καθ’ όλη τη διάρκεια της εξέλιξης, αλλά ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό ως προς το σχετικό μέγεθος μεταξύ των διαφόρων οργανισμών. Για παράδειγμα, ο άνω κολεός είναι σχετικά μεγάλος στα ψάρια και τα πτηνά, ενώ στον άνθρωπο είναι ένα μικροσκοπικό μπιζέλι κρυμμένο στη φαιά ουσία.
Δύο παράλληλες διαδρομές
Για να ανακαλύψουν τι ακριβώς κάνει ο άνω κολεόπλαστος, η Leonie Cazemier και οι συνάδελφοί της από τις ομάδες του Alexander Heimel και του Pieter Roelfsema μελέτησαν ποντίκια και την ικανότητά τους να διακρίνουν αντικείμενα από το φόντο. Το ποντίκι είναι ένα ενδιαφέρον μοντέλο επειδή, όπως και στον άνθρωπο, ο εγκέφαλός του διαθέτει δύο παράλληλες οδούς: τόσο τον οπτικό φλοιό όσο και τον άνω κολεόβουλο. Τα ποντίκια εκπαιδεύτηκαν να διακρίνουν φιγούρες από ένα φόντο, οι οποίες εμφανίζονταν στην αριστερή ή τη δεξιά πλευρά της εικόνας. Γλύφοντας είτε αριστερά είτε δεξιά, τα ποντίκια ανέφεραν σε ποια πλευρά είχε εμφανιστεί η εικόνα.
Alexander Heimel: “Προηγούμενες έρευνες έχουν ήδη δείξει ότι ένα ποντίκι μπορεί να ολοκληρώσει την εργασία αν απενεργοποιήσετε τον οπτικό του φλοιό, γεγονός που υποδηλώνει ότι υπάρχει μια παράλληλη οδός για την οπτική ανίχνευση αντικειμένων. Σε αυτή τη μελέτη, απενεργοποιήσαμε τον άνω κολεό με τη χρήση οπτογενετικής για να δούμε τι αποτέλεσμα θα είχε αυτό. Σε αντίθεση με την προηγούμενη μελέτη, τα ποντίκια έγιναν χειρότερα στην ανίχνευση του αντικειμένου, γεγονός που υποδεικνύει ότι ο ανώτερος κολποειδής παίζει σημαντικό ρόλο κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας. Οι μετρήσεις μας έδειξαν επίσης ότι οι πληροφορίες σχετικά με την οπτική εργασία είναι παρούσες στον άνω κολποειδή και ότι οι πληροφορίες αυτές είναι λιγότερο παρούσες τη στιγμή που ένα ποντίκι κάνει λάθος. Έτσι, η απόδοσή του στην εργασία συσχετίζεται με αυτό που μετράμε”.
Λειτουργία στον άνθρωπο
“Το πώς αυτό λειτουργεί στους ανθρώπους δεν είναι ακόμη απολύτως σαφές. Αν και οι άνθρωποι διαθέτουν επίσης δύο παράλληλα συστήματα, ο οπτικός τους φλοιός είναι πολύ πιο ανεπτυγμένος. Το ανώτερο colliculus μπορεί επομένως να παίζει λιγότερο σημαντικό ρόλο στους ανθρώπους. Είναι γνωστό ότι τη στιγμή που κάποιος αρχίζει να χαιρετάει, ο άνω κολεός κατευθύνει το βλέμμα σας προς τα εκεί. Είναι επίσης εντυπωσιακό ότι όσοι είναι τυφλοί με διπλή βλάβη στον οπτικό φλοιό δεν βλέπουν τίποτα συνειδητά, αλλά συχνά μπορούν ακόμα να πλοηγούνται και να αποφεύγουν αντικείμενα. Η έρευνά μας δείχνει ότι ο ανώτερος colliculus μπορεί να είναι υπεύθυνος γι’ αυτό και επομένως μπορεί να κάνει περισσότερα απ’ ό,τι νομίζαμε”.
