FHN: появился универсальный закон физиологии, открытый случайным образом

Исследование сенсорной адаптации под руководством профессора инженерных наук Университета Торонто Вилли Вонга, возможно, открыло ранее не известный организационный принцип физиологии. Биологи уже давно знают, что организмы адаптируются к постоянным стимулам подобным образом. Результаты исследования - первое количественное сравнение адаптационных реакций - представлены в статье в журнале Frontiers of Human Neuroscience.


Из начального состояния ответная активность организма поднимается до максимальной реакции, затем падает до нового конечного устойчивого состояния. Вонг обнаружил, что эти три фиксированные точки на кривой адаптации образуют математическую зависимость, которой подчиняются все сенсорные модальности и организмы.

Недавняя работа Вонга в области интерфейсов мозг-машина, таких как протез сетчатки для восстановления зрения слепых пациентов, основывается на его давнем увлечении нейронным кодом - тем, как нейроны обрабатывают информацию. Хотя понимание этого кода сегодня далеко от совершенства, но чем больше исследователи понимают, как наш мозг преобразует сигналы в восприятие, тем лучше они смогут разработать технологии для замены утраченных функций или улучшения существующих.
 

Адаптационная реакция происходит у всех животных, от позвоночных, таких как млекопитающие, до беспозвоночных, таких как насекомые, и во всех сенсорных модальностях. Это включает пять традиционных чувств: зрение, слух, осязание, вкус и запах, а также соматосенсорные функции, такие как проприоцепция - осознание телом самого себя - и электрорецепция, как у угрей.

Одним из самых больших сюрпризов для Вонга стало то, что его уравнение справедливо для самых древних многоклеточных организмов, таких как медузы, которые имеют совсем другие сенсорные системы.

Однако, когда данные из несвязанных между собой независимых исследований - разных временных периодов, исследователей и методов - объединяются в качестве доказательства, это усиливает обоснованность вывода. Этот принцип, называемый согласованностью, основан на предпосылке, что наука едина, что укрепляет консенсус в таких теориях, как эволюционная теория и теория большого взрыва, среди прочих.


Открытие нового физиологического уравнения случается не каждый день, и еще более маловероятно, что оно исходит от инженера. Хотя Вонг разрабатывал эти идеи в течение многих лет, он считает, что пандемия дала ему некоторое время, чтобы переориентироваться, а также позволило найти дополнительное время для проведения исследований.