Международная команда ученых из университетов Геттингена и Тюбингена (Германия) и Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне (США) изучила механизм сужения зрачка из-за психологического состояния, например, страха, волнения или концентрации внимания. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
В ходе исследования специалисты показывали мышам изображения разных цветов и регистрировали активность тысяч отдельных нейронов в зрительной коре головного мозга во время разных состояний животных: во время страха, тревоги и так далее. На основе полученных данных была создана компьютерная модель, имитирующая реакции нейронов в мозге. Затем модель использовали для определения оптимального визуального светового стимула для каждого нейрона.
Оказалось, что когда у мышей расширялись зрачки из-за тревоги, цветовая чувствительность нейронов менялась с зеленого на синий свет в течение нескольких секунд, что означает, что нейроны были более чувствительны к зеленому в спокойствии, а также более чувствительны к ультрафиолетовому излучению в активном состоянии. Особенно ярко этот эффект проявлялся в тех клетках, которые находятся в верхнем полушарии, ответственные за наблюдениями неба.
«Эти результаты ясно демонстрируют, что расширение зрачка из-за состояния тревоги мозга может напрямую влиять на зрительную чувствительность и восприятие», — рассказал автор работы.
Механизм заключается в том, что расширенный зрачок пропускает больше света в глаз, задействуя различные типы фоторецепторов в сетчатке и, таким образом, косвенно изменяя цветовую чувствительность в зрительной коре.
По мнению исследователей, более высокая чувствительность нейронов к синему свету, вероятно, помогает мышам лучше распознавать хищников на фоне голубого неба.