В доиндустриальную эпоху сумерки были опасным временем для людей из-за повышенного риска встречи с ночными хищниками. Таким образом, способность видеть в условиях слабого освещения имела явное эволюционное преимущество. Нейробиологи из Франкфуртского университета Гете обнаружили, что человеческий мозг готовится к рассвету и закату, прекращая в это время активность зрительной коры головного мозга в покое, чтобы слабые зрительные стимулы не подавлялись фоновым шумом мозга.
Переход от ночи к дню, свету и тьме оказывает большее влияние на восприятие, чем ранее было известно. Время суток особенно сильно влияет на качество визуальных сигналов вокруг нас. В процессе эволюции наша зрительная система идеально адаптировалась к дневным условиям освещения. Однако он также разработал стратегию для сумерек – очевидно, внутренние часы предсказывают эти периоды и подготавливают зрительную систему к периодам некачественных визуальных сигналов.
"Хотя винтики наших внутренних часов уже были тщательно изучены, на сегодняшний день не было известно, какой механизм оптимизирует визуальное восприятие в те моменты, когда можно ожидать плохого качества сигнала," объясняет доктор. Кристиан Келл из Центра визуализации мозга Университета Гете во Франкфурте. Лоренцо Кордани, его докторский исследователь, изучил, как 14 здоровых людей реагировали на зрительные стимулы в шесть разное время дня в рамках комплексного исследования фМРТ.
Основная идея исследования заключалась в том, чтобы связать восприятие сенсорных сигналов с активностью мозга в состоянии покоя. Такой фоновый шум беспокоит мозг даже при полном отсутствии внешних раздражителей. Международная команда под руководством Кристиана Келла, Лоренцо Кордани и Йорга Стеле показала, что организм самостоятельно подавляет активность в состоянии покоя в сенсорных областях на рассвете и в сумерках. Чем больше снижалась активность в состоянии покоя, тем лучше испытуемые могли воспринимать слабые зрительные сигналы при последующем измерении.
Это означает, что люди могут воспринимать слабые зрительные стимулы на рассвете и в сумерках лучше, чем в другое время дня. Другими словами, в сумерках соотношение сигнал / шум в сенсорных областях мозга улучшается. Поскольку активность покоя в сумерках снижается не только в зрительной, но также в слуховой и соматосенсорной областях мозга, исследователи предполагают, что восприятие обостряется и в других областях, помимо зрительной системы. Более раннее исследование показало, что слабые слуховые раздражители в сумерках воспринимаются лучше. Таким образом, обнаруженный механизм, опубликованный в последнем выпуске журнала Nature Communications, может представлять ключевое эволюционное преимущество, обеспечившее выживание в доиндустриальную эпоху.