В ответ на искусственные синусоидальные вращения головы нейроны теменно-инсулярной вестибулярной коры плавно меняют частоту разрядов, точно повторяя скорость движения. Однако когда обезьяна совершает естественные повороты головы — например, при ходьбе или прыжках, — эта прямая линейная связь полностью исчезает.

При естественных движениях корковые нейроны перестают следить за непрерывной траекторией скорости и переходят на пачечный режим работы. Пачки импульсов возникают строго в ответ на конкретные элементы движения — например, при резком ускорении поворота головы. Одиночные же спайки и общий поток импульсов не дают такой точной информации о происходящем.

Эта нелинейная перестройка происходит именно в коре, а не приходит из нижележащих отделов мозга. Нейроны таламуса одинаково точно и линейно передают детали движения как при искусственных синусоидах, так и при сложных естественных поворотах.

Вычислительные модели подтверждают: пачечный режим в коре включается только тогда, когда входной сигнал становится сложносоставным и содержит богатый спектр частот и амплитуд, характерный для реального поведения. На уровне нейронной сети эти пачки формируют распределенный код, который снижает избыточность данных.

Каждый нейрон коры отвечает пачкой импульсов только на свой специфический фрагмент естественного поворота. В результате отдельный нейрон больше не передает полную картину движения, и мозг восстанавливает исходную траекторию головы только за счет объединения сигналов от множества таких клеток.

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aee8327