Оказывается, мозг осуществляет эффективную компрессию сигнала, который поступает от органов зрения. Учёные из института невральных вычислений при Рурском университете (Германия) доказали, что зрительная кора подавляет избыточную информацию и сохраняет энергию, передавая лишь изменения между картинками. Примерно такие же методы используются в современных видеокодеках.
На иллюстрации вверху показано, как первичная зрительная кора обрабатывает последовательность изображений, на одном из которых недостаёт вертикальных элементов. В этом случае мозг вычисляет разницу между полным и неполным изображениями и в определённых случаях передаёт только эту разницу (третье изображение).
Для проверки гипотезы учёные записывали ответы нейронов в мозге кошки на демонстрацию последовательности изображений, таких как растения, пейзажи и здания. Было создано две версии изображений: полная версия и версия без вертикальных/горизонтальных элементов. При показе изображений с частотой 33 Гц (33 картинки в секунду, примерно по 30,3 миллисекунды на кадр) была зафиксирована максимальная активность нейронов, которая линейно зависела от количества изображений. Но когда скорость показа изображений снизили до 10 Гц (10 картинок в секунду по 100 миллисекунд на каждую), то активность нейронов снизилась в случае изображений с недостающей информацией. Учёные предполагают, что кошачий мозг, получив время на обработку данных, принял энергоэффективное решение закодировать разницу между кадрами.
Визуализация нейронов на площади в несколько квадратных миллиметров осуществлялась с помощью специальной краски, чувствительной к напряжению тока. В случае, если по нейрону проходил импульс, он начинал светиться.
Научная работа опубликована в журнале Cerebral Cortex (свободный доступ).
