|
Оптическая иллюзия движения вызвала зависание мозга
|
|
|
|
При восприятии иллюзорного движения при рассмотрении оптической иллюзии Пинны – Брелштаффа, которая заставляет статичные круги двигаться в разных направлениях при движении головой по направлению к изображению или от него, происходит небольшая (15 миллисекунд) задержка в работе отделов мозга, которые отвечают за восприятие движения. Это с помощью эксперимента на макаках, в мозг которых были вживлены электроды, показали китайские ученые. Статья опубликована в The Journal of Neuroscience.
|
|
|
|
Оптические иллюзии (если вы плохо представляете, что это, можете пройти наш новогодний тест «Уточка или зайчик?») достаточно плохо изучены в вопросах того, что касается зрительной системы. Десять лет назад ученые показали, что при просмотре оптических иллюзий движения (например, той же иллюзии Пинны — Брелштаффа) наблюдаемое иллюзорное движение кажется мозгу реальным: в его восприятии активна средняя височная область, которая отвечает за обработку реального движения.
|
|
|
При этом до сих пор непонятно, как именно иллюзия движения возникает в статичной картинке. Изучить этот вопрос подробнее решили китайские ученые под руководством Цзюньсяна Ло (Junxiang Luo) из Инстутита нейронаук Китайской академии наук. Они решили сосредоточиться на активности в двух участках зрительной коры: дорсальной части средней верхневисочной области и средней височной области.
|
|
|
|
В их эксперименте приняли участие макаки, в зрительную кору которых были вживлены электроды. Перед началом эксперимента на макаках ученые провели исследование с участием людей. Девяти добровольцам показывали иллюзии Пинны — Брелштаффа, составленные из пятен Габора, расположенных в несколько кругов. В зависимости от иллюзии, которую пытались воспроизвести ученые, пятна были расположены в кругах с наклоном в 45 градусов вправо, в 45 градусов влево и прямо, а для облегчения задачи круги либо расширялись, либо сужались. Участникам необходимо было сообщить, как движутся круги в зависимости от того, становится рисунок дальше или ближе. В обратном задании круги не были статичны, а двигались против часовой и по часовой стрелке: в этом случае участникам необходимо было отметить, видят они расширение или же сужение кругов.
|
|
|
|
В зависимости от наклона пятен Габора в иллюзии Пинны — Брелштаффа направление движения показалось участникам разным: так, при наклоне пятен влево круги иллюзорно двигались по часовой стрелке при расширении и против часовой стрелки при сужении (и обратный паттерн наблюдался при наклоне пятен вправо). При этом реальное движение пятен против часовой стрелки создавало иллюзию сужения для пятен, наклоненных в кругах влево, а движение по часовой стрелке создавало иллюзию расширения (опять же, обратный паттерн наблюдался для пятен, наклоненных вправо). При этом круги, состоящие из прямоориентированных пятен Габора, никакой иллюзии движения не вызывают.
|
|
|
|
Затем ученые провели эксперимент с участием двух макак, которые изначально учились распознавать различные направления движения по кругам с прямоориентированными пятнами Габора: для этого круги крутили по и против часовой стрелки, а также сужали и расширяли, после чего предлагали макакам выбрать на компьютере, какое именно движение они наблюдали. После успешного обучения ученые повторили на макаках эксперимент, проведенный на людях, меняя скорости движения и увеличив максимальную скорость в два раза. Ученые выяснили, что макаки воспринимают иллюзорное движение схожим образом: при этом порог восприятия стимула зависел от скорости вращения или расширения/сужения.
|
|
|
|
После того, как ученые убедились, что макаки видят иллюзию Пинны — Брелштаффа так же, как ее видят люди, они провели итоговое исследование активности зрительной коры их головного мозга. Ученые выяснили, что нейроны дорсальной части средней верхневисочной области и средней височной области одинаково активируются как при наблюдении за реальным движением, так и при наблюдении за движением иллюзорным (как по кругу, так и расширением/сужением). При этом при наблюдении за иллюзорным движением нейроны дорсальной части средней верхневисочной извилины активируются на 15 миллисекунд позже, чем при наблюдении за движением реальным.
|
|
|
|
Оба изученных отдела зрительной коры отвечают за восприятие сложного движения — к примеру, того самого, которое наблюдается при вращении окружностей при их приближении или отдалении. При этом дорсальная часть средней верхневисочной области активируется раньше, по-видимому, разграничивая характер наблюдаемого движения для дальнейшей обработки средней височной извилиной. При наблюдении за иллюзорным движением (тем самым, которое возникает в оптических иллюзиях) нейронам этой области, по мнению ученых, нужно дополнительное время на обработку. Исходя из того, что восприятие иллюзорного движения в оптической иллюзии Пинны — Брелштаффа оказалось схожим у макак и людей, также можно предположить, что схожая задержка может наблюдаться и в работе зрительной коры человеческого мозга.
|
|
|
|
Пока специалисты в области когнитивных наук и нейробиологии изучают то, как люди воспринимают оптические иллюзии, разработчики учат нейросети создавать их самостоятельно. Получается у них, правда, не очень хорошо.
|
|
|
|
Источник
|
