Дослідники з Массачусетського технологічного інституту (MIT) виявили, що ранній візуальний досвід новонароджених може мати ключове значення для формування двох основних зорових шляхів у мозку. Один із них відповідає за обробку кольору та дрібних деталей (парвоцелюлярний шлях), інший — за просторову локалізацію та швидке виявлення руху (магноцелюлярний шлях).

Вплив обмеженого зору у новонароджених

Новонароджені мають нечіткий зір і слабке кольорове сприйняття через незрілість колбочок сітківки. Науковці припускають, що така візуальна «обмеженість» не є недоліком, а може допомагати мозку спеціалізувати клітини на обробці інформації з низькою просторовою і кольоровою частотою — тобто, сприяти розвитку магноцелюлярного шляху. Згодом, коли зір стає чіткішим і насиченішим, активізується розвиток парвоцелюлярного шляху.

Обчислювальні моделі розвитку зору

Щоб перевірити цю гіпотезу, дослідники створили комп’ютерні моделі, які на початку навчалися на розмитих сірих зображеннях, а потім — на чітких повнокольорових. Результат: моделі формували окремі «нейроноподібні» одиниці, що функціонально нагадували магно- та парвоцелюлярні шляхи. Моделі, які навчалися лише на якісних повнокольорових зображеннях, таких результатів не демонстрували.

«Результати потенційно вказують на механізм формування поділу на парво- та магноцелюлярні шляхи — один із ключових принципів організації зорової системи мозку», — зазначає професор Паван Сінха, керівник дослідження.

Дані з реального досвіду

Гіпотеза команди MIT ґрунтується не лише на теорії, а й на спостереженнях за дітьми з оборотною втратою зору — зокрема, після операцій з видалення вродженої катаракти. Дослідження показали, що після відновлення зору діти краще розпізнають об’єкти на кольорових зображеннях, ніж на чорно-білих, що вказує на важливість початкового обмеженого кольорового сприйняття для розвитку стійкого розпізнавання.

Структура моделей і аналіз

У ході аналізу дослідники помітили, що моделі, навчені на «біоміметичних» (наближених до реальних дитячих) зображеннях, розвинули дві окремі групи одиниць:

• Магноцелюлярноподібні — реагували на низькі просторові частоти та сірі тони.
• Парвоцелюлярноподібні — спеціалізувалися на вищих частотах і насичених кольорах.

Таке розмежування відсутнє у моделях, які з самого початку навчалися на високоякісних зображеннях.

Розпізнавання об’єктів і часовий вимір

Моделі, навчені за біоміметичним підходом, краще розпізнавали форму об’єктів (наприклад, кіт із текстурою слона), що узгоджується з людською стратегією категоризації. Видалення магноцелюлярноподібних одиниць зменшувало здатність моделей орієнтуватися на форму.

Також дослідники використовували відеодані для введення часового параметра. Моделі, натреновані на біоміметичних відео, демонстрували високу чутливість до швидких змін, що підтверджує роль магноцелюлярного шляху у сприйнятті руху.

Висновки

Отримані дані свідчать, що ранній обмежений зоровий досвід — у вигляді розмитих, чорно-білих зображень — може бути не лише адаптивним, а й критично важливим для правильної організації зорових шляхів. Ці результати не виключають ролі генетики, але вказують, що досвід має потужний вплив на формування зорової системи.

«Розвиток зору — це не просто дозрівання, а гнучкий процес, тісно пов’язаний з якістю сенсорного входу. Це відкриває перспективи для реабілітації та корекції порушень зору у дітей», — зазначає професор Сінха.

Оригінальна стаття була опублікована у журналі Communications Biology 3 липня 2025 року.