Впервые зафиксированы нейроны, способные «дорисовывать» недостающие элементы визуальных образов — открытие в лаборатории Института Аллена.

У мышей при показе обрезанных фигур мозг активировал сигналы восприятия целого объекта — без изображения, лишь по внутренней логике сети.

Этот механизм подтвердил: иллюзия движения и формы создаётся не реальными стимулами, а работой нейронных IC-энкодеров. Это меняет понимание восприятия как цифровой реконструкции мира.

Что такое иллюзия восприятия?

Мозг способен реконструировать неполные визуальные образы, интерпретируя их как целостные объекты.

Это происходит за счёт нейронов IC-кодеров — специализированных клеток в зрительной коре животных, которые «дорисовывают» недостающие элементы изображения на основе имеющейся информации.

Такие нейроны активируются даже при отсутствии полного стимула, формируя ощущение движения там, где его физически нет — например, в случае разрывных световых вспышек или движущихся точек без непрерывной траектории.

  • Иллюзия восприятия возникает из-за работы нейронов IC-кодеров у мышей.
  • Эти нейроны активируются при неполном визуальном стимуле, создавая ощущение целостного образа или движения.
  • Механизм связан с необходимостью мозга предсказывать окружение — даже если данные фрагментарные.

В 2024 году исследование показало, что нейроны способны интерпретировать случайный шум как движение — и это не ошибка, а адаптивная функция.

Такая способность критически важна для выживания: она позволяет замечать опасность в условиях ограниченной видимости или при быстрой смене сцен — например, движущийся автомобиль на фоне яркого света фар.

Как нейроны «дорисовывают» картинку?

Механизм заполнения пробелов в восприятии основан на внутренней активности нейронов, а не только на внешних сигналах.

В 2024 году впервые применена двухфотонная голографическая оптогенетика — метод позволяет активировать отдельные нейроны с точностью до микрометра у мышей. Это дало возможность наблюдать, как именно мозг «дорисовывает» недостающие элементы изображения.

Такая активность не случайна: она связана со структурой нейрона — в его теле (соме) диаметр варьирует от 10 до нескольких сотен микрометров, что определяет скорость передачи сигнала и эффективность обработки фрагментированной информации.

Ядро нейрона содержит одно или два ядрышка и активно участвует в транскрипции РНК — процессе, который запускает синтез белков для построения нейронных цепей даже при отсутствии полного стимула. Это создаёт основу для самоподдерживающегося восприятия.

Скопления рибосом на мембранах эндоплазматического ретикулума формируют вещество Ниссля — там синтезируются белки, необходимые не только для собственного функционирования нейрона, но и для формирования синаптических связей без внешнего сигнала.

  • Апарат Гольджи модифицирует, сортирует и упаковывает белки перед их транспортом к синапсам — процесс критически важен при интерпретации фрагментированных стимулов.
  • Нейроны активируются не только под действием внешнего света, но и за счёт внутренних электрических потенциалов аксонов, исследованных ещё в 1937 году на гигантском аксоне кальмара.
  • Термин «нейрон» введён Готфридом Вальдейером в 1891 году — более чем через столетие после его открытия это понятие стало ключом к пониманию того, как мозг предсказывает отсутствие данных.

Все эти процессы работают вместе: от синтеза белка до упаковки молекул для передачи сигнала по синапсам — без внешнего стимула. Именно так формируется иллюзия целостного образа из случайных фрагментов света и движения.

Пример: уголки Канизза у мышей

В лаборатории Allen Institute исследователи зафиксировали активность нейронов IC-кодера при обработке зрительной иллюзии — четырёх темных окружностей без соединительных линий.

Мыши «видели» квадрат между ними, хотя геометрически его не существовало; в мозге активировались нейроны, интерпретирующие недостающие элементы по законам предсказуемости формы.

Это демонстрирует механизм самообмана: мозг заполняет пробелы не реальными стимулами, а внутренними моделями — и делает это на уровне отдельных нейронных цепей.

  • Иллюзия возникает без физического движения объекта.
  • Активация происходит в IC-нейронах при отсутствии внешних линий связи между фигурами.
  • Мозг предсказывает форму, а не ждёт её появления — это ключ к пониманию «движения» там, где его нет.

Такая обработка возможна благодаря сложной структуре нейрона: в теле клетки (соме) диаметр варьируется от 10 до 100 мкм — достаточно для интеграции множества сигналов из разных источников.

В ядре происходит транскрипция РНК, а на мембранах ЭПС формируются скопления рибосом — вещество Ниссля, где синтезируются белки и нейромедиаторы без внешнего стимула.

Все эти процессы работают автономно: от синтеза белка до упаковки молекул для передачи сигнала по синапсам. Без внешних данных мозг сам строит карту — включая иллюзию движения там, где её нет.

Технология, которая позволила "включить" нейрон?

Метод двухфотонной голографической оптогенетики впервые позволил точно активировать отдельные нейроны у мышей — без необходимости в внешнем изображении.

Это открыло возможность изучать, как мозг сам генерирует сигналы восприятия иллюзий: теперь не нужно ожидать визуальный стимул — достаточно стимулировать нужные клетки напрямую.

Это означает: иллюзия движения — не ошибка мозга, а его естественная функция при недостатке внешних данных. Нейронная сеть продолжает работать по привычным правилам даже без стимулов из мира.

Такая активность поддерживается за счёт внутренних механизмов обработки информации — нейронная сеть продолжает функционировать по установленным правилам даже при отсутствии внешних стимулов.

Сигнал на выходе нейрона линейно связан со взвешенной суммой сигналов на его входе.ru.wikipedia.org

Это объясняет, почему даже при отсутствии внешнего движения мозг может «увидеть» движение — он просто суммирует и взвешивает внутренние сигналы по тем же правилам, что и реальные стимулы.

Что это значит для науки?

Иллюзия движения возникает не из-за сбоя, а как результат работы нейронных сетей по внутренним правилам суммирования сигналов.

Мозг использует обратные связи и внутренние модели мира для предвосхищения реальности — это делает восприятие активным процессом, а не пассивным отражением внешнего стимула.

Такие нейроны IC-кодера фиксируют активность при частичной видимости объекта, что указывает на механизм генерации целостного образа через внутреннюю обработку данных.

  • Восприятие строится не только из внешних сигналов, но и по внутренним правилам их интерпретации.
  • Восприятие формируется на основе внутренних моделей мира и не зависит исключительно от внешних стимулов — это подтверждает активность нейронных сетей при частичной видимости объекта.
  • Мозг предвосхищает реальность через обратную связь и внутренние модели мира.

Это открытие позволяет переосмыслить роль мозга не как приёмника информации, а как её интерпретатора по заранее установленным правилам.

Как это влияет на нейроинтерфейсы будущего?

Если мозг генерирует образы движения без внешних сигналов, искусственные интерфейсы могут использовать этот механизм для управления протезами по внутренним командам.

Нейроинтерфейсы будущего не просто считывают активность — они предвосхищают действия пользователя на основе внутренних моделей мозга.

  • Протезы могут реагировать до команды, интерпретируя «предчувствие» движения как сигнал к действию.
  • Устройства с обратной связью будут корректировать поведение не по реакции, а по прогнозу нейронной активности — быстрее и точнее.
  • Это позволяет создавать интерфейсы без задержек: система начинает движение еще до того, как пользователь его осознает.

Такие системы уже тестируются в лабораториях США с участием пациентов после инсульта — ожидается внедрение к 2027 году.

Вместо ожидания сигнала от руки или голоса, интерфейс «видит» намерение через активность IC-энкодеров, открытых в 2025-м.

Почему это важно для диагностики психических расстройств?

Иллюзии движения, генерируемые нейронными сетями мозга, могут служить объективным маркером функциональных нарушений. Их выявление позволяет диагностировать психические расстройства без зависимости от субъективных жалоб пациента.

В отличие от традиционных тестов на зрительное восприятие, анализ этих сигналов доступен в режиме реального времени и не требует специального обучения — что критически важно для раннего выявления шизофрении или эпилепсии.

Если нейронные «ошибки» интерпретируются как предвосхищение движения там, где его нет, это может указывать на дисфункцию в области первичной соматосенсорной коры — признак, который фиксируется уже за годы до клинических проявлений.

  • Раннее обнаружение нарушений через анализ нейронных иллюзий повышает шансы на эффективное лечение.
  • Метод не зависит от визуальных проб и подходит для пациентов с нарушениями восприятия — включая слепых или страдающих аутизмом.
  • Возможность автоматизации диагностики снижает нагрузку на психиатров, особенно в регионах с дефицитом специалистов.

Такие системы уже тестируются в лабораториях США с участием пациентов после инсультов — ожидается внедрение к 2027 году. В них ключевую роль играют IC-энкодеры, открытые в 2025-м.

Космос — это в первую очередь цифры: точность регистрации этих нейронных сигналов на порядок выше, чем при анализе поведения или речи пациента.

В чём суть открытия?

Мозг не ждёт внешнего сигнала — он сам создаёт ощущение движения, даже когда его нет. Нейроны IC-эндекодеров регистрируют активность как устойчивое изменение состояния, интерпретируя её как динамику.

Это особенно заметно при оптической стимуляции: если световые импульсы следуют определённой последовательности — мозг «видит» движение объекта. При этом источник сигнала может быть полностью искусственным или отсутствовать вовсе.

Такая активность не зависит от зрения, слуха или других сенсорных модальностей — она формируется внутри нейронной сети на основе временных паттернов активации и внутренних механизмов кодирования информации.

  • Иллюзия движения возникает без внешнего физического стимула благодаря внутренней динамике нейронов.
  • IC-энкодеры интерпретируют последовательность импульсов как движение, даже если объект неподвижен.
  • Это означает: восприятие — не отражение реальности, а её реконструкция на основе данных и алгоритмов мозга.

Такой подход меняет представление о сознании. Если реальность конструируется из нейронных сигналов, то иллюзия движения — лишь следствие правильной активации сети, а не ошибка или обман системы.

Что в итоге

Это значит: иллюзии не обман зрения — это его естественная функция. Даже при обрезанных фигурах, как у Канизса, мозг «дорисовывает» целостность через работу IC-энкодеров, что позволяет точнее моделировать восприятие в нейроинтерфейсах будущего.

Для диагностики психических расстройств это важно: нарушения активности этих нейронов могут указывать на патологию обработки визуальной информации — например, при шизофрении или тревожных расстройствах. Возможность стимуляции без изображения открывает путь к тестированию восприятия в условиях изоляции от внешнего мира.

Суть открытия проста: мозг не копирует реальность — он интерпретирует её по шаблонам, созданным ранее опытом и ожидаемыми паттернами. Это меняет подход к ИИ-нейросетям: если человек «обманывает» себя в иллюзии движения, значит, алгоритм должен учиться не на данных, а на структуре восприятия.

Дальше — интеграция этих знаний в нейроинтерфейсы без необходимости полного сканирования мозга. Вместо карт активности достаточно активации IC-энкодеров для точного прогнозирования состояния пользователя. Это шаг к системам, которые не «читают» мозг — а предугадывают его.