Neurovidenskabsmænd ved Californien Institut for Teknologi i Pasadena har identificeret neuroner, der er ansvarlige for opfattelsen af visuel information og skabelsen af et visuelt billede. Dette blev opnået gennem et psykologisk fænomen kaldet binokulær rivalitet. Forskernes artikel blev offentliggjort i tidsskriftet Nature.
Binokulær rivalitet opstår, når øjnene transmitterer helt forskellige visuelle oplysninger til hjernen. For at skabe et komplet visuelt billede kombinerer hjernen normalt signaler fra begge øjne med hinanden. I tilfælde af, at det ene øje ser et billede, der ikke på nogen måde korrelerer med det, det andet øje ser, opstår der en situation, når en person skiftevis ser det ene eller et andet billede. I dette tilfælde undertrykkes den "ekstra" information simpelthen uden at nå vores bevidsthed.
Forskere henvendte sig til dette fænomen for at bestemme, hvilke neuroner i hjernebarken der er ansvarlige for at skifte opfattelse fra et billede til et andet. Eksperimentet involverede ni patienter med epilepsi, i hvis hjerner elektroder blev implanteret for at registrere aktiviteten i visse områder i centralnervesystemet. Frivillige fik en række billeder at se på, og de mønstre, der fremkaldte en respons i neuronerne på den mediale overflade af den temporale cortex, blev identificeret og de, der ikke gjorde det. Billederne blev kombineret i par, som hver indeholdt tegninger af begge typer.
Under testen blev et par billeder placeret foran de frivillige øjne på en sådan måde, at der skabes binokulær rivalisering. Patienterne trykede på knapperne og bemærkede, hvilket af de to billeder de så, hvor længe denne opfattelse varede, og hvornår opfattelsen skiftede fra et billede til et andet. Hver session, hvor deltagerne blev vist et par tegninger, varede 90-120 sekunder, og mellem billederne var der fra 21 til 68 overgange.
Forskere var i stand til at identificere individuelle neuroner, der specifikt reagerer på et bestemt billede. På samme tid foregik tænding eller slukning af disse celler placeret i den forreste cingulære cortex i hjernehalvsfærerne og i den præ-ekstra motoriske cortex (pre-SMA) forekom ikke kun lige i øjeblikket af den visuelle overgang, men også to hele sekunder før det. I den temporale lobe gik den neuronale respons forud for knappetrykket med cirka et sekund.
Som forskerne skriver i artiklen, viser resultaterne, at neurale netværk, der dækker de temporale og frontale lobes i hjernehalvsfærerne og deltager i underbevidste processer, spiller en vigtig rolle i dannelsen af menneskelig bevidsthed. Derudover var forskerne i stand til at identificere neuroner, der indtager en højere position i hierarkiet af visuel informationsbearbejdning end nerveceller i den tidsmæssige underordnede cortex, der tidligere var identificeret i eksperimenter med primater.