При възприемане на илюзорно движение при разглеждане на оптичната илюзия на Pinna-Brelstaff, което кара статичните кръгове да се движат в различни посоки при движение на главата към или далеч от изображението, има малка (15 милисекунди) забавяне в работата на мозъчните региони, които са отговорни за възприемането на движението. Това става чрез експеримент с макаци, в чийто мозък са имплантирани електроди, показаха китайски учени. Статия, публикувана в The Journal of Neuroscience.
Оптичните илюзии (ако имате лоша представа за това какво е, можете да вземете нашия тест за Нова година „Патица или зайче?“) Не са добре разбрани по въпросите на зрителната система. Преди десет години учените показаха, че когато разглеждат оптични илюзии за движение (например същата илюзия на Пина-Брелстаф), наблюдаваното илюзорно движение изглежда пред мозъка като истинско: по неговото възприятие е активен средният темпорален регион, който е отговорен за обработката на реалното движение.
В същото време все още не е ясно как точно възниква илюзията за движение в статична картина. Китайски учени решиха да изучат този въпрос по-подробно под ръководството на Юнсян Луо от Института по невронауки на Китайската академия на науките. Те решиха да се съсредоточат върху активността в две области на зрителния кортекс: дорзалната средна и горна темпорална област и средно-темпоралната зона.
В експеримента им са участвали макаки, във визуалната кора на които са имплантирани електроди. Преди да започнат експеримента върху макаци, учените проведоха проучване, включващо хора. На девет доброволци бяха показани илюзии на Пина-Брелстаф, съставени от петна на Габор, подредени в няколко кръга. В зависимост от илюзията, която учените се опитват да възпроизведат, петната бяха разположени в кръгове с наклон 45 градуса вдясно, 45 градуса вляво и право напред, а за да се улесни задачата, кръговете или се разширяват, или стесняват. Участниците трябваше да бъдат уведомени как се движат кръговете, в зависимост от това дали рисунката става по-далеч или по-близо. При обратната задача кръговете не са статични, а се движат обратно на часовниковата стрелка: в този случай участниците трябва да отбележат дали виждат разширение или стесняване на кръговете.
Експериментална парадигма и използвани илюзии, създадени от петна на Габор.
В зависимост от наклона на петъците Габор в илюзията Пина - Брелстаф, посоката на движение изглеждаше различна за участниците: например, когато петната бяха наклонени наляво, кръговете илюзорно се движеха по посока на часовниковата стрелка, когато се разширяват и обратно на часовниковата стрелка при стесняване (а обратният шаблон се наблюдаваше, когато петната бяха наклонени вдясно). В същото време реалното движение на часовниковата стрелка на петната създаваше илюзията за стесняване на петна, наклонени вляво в кръговете, а движението по посока на часовниковата стрелка създаваше илюзията за разширяване (отново се наблюдава обратен шаблон за петна, наклонени вдясно). В същото време кръговете, състоящи се от директно ориентирани петна от Габор, не предизвикват никаква илюзия за движение.
Моделът на наблюдавано движение при различна стимулация.
Тогава учените проведоха експеримент с участието на два макака, които първоначално се научиха да разпознават различни посоки на движение в кръгове с директно ориентирани петна на Габор: за това кръговете бяха усукани по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка, а също така стеснени и разширени, след което бяха помолени да изберат макаките на компютъра, което да движат. те гледаха. След успешното обучение учените повториха експеримента, проведен върху хора върху маймуни, като промениха скоростта на движение и удвоиха максималната скорост. Учените откриха, че макаките възприемат илюзорното движение по подобен начин: прагът за възприемане на стимул зависи от скоростта на въртене или разширяване / свиване.
Промоционално видео:
Наблюдавана посока на движение с различна посока на реалното в макаките.
След като учените се убедиха, че макаците виждат илюзията на Пина-Брелстаф по същия начин, както хората я виждат, те проведоха окончателно проучване на дейността на зрителната кора на мозъка им. Учените откриха, че невроните в дорзалната част на средния горен темпорален регион и средния темпорален регион се активират еднакво както при наблюдение на реално движение, така и при наблюдаване на илюзорно движение (както в кръг, така и в разширение / свиване). В същото време при наблюдение на илюзорното движение невроните на дорзалната част на средния висш темпорален вирус се активират 15 милисекунди по-късно, отколкото при наблюдение на реалното движение.
Начало на активиране на неврони в средния темпорален регион и дорзалната част на средния горен темпорален регион при наблюдение на реално (отгоре) и илюзорно (отдолу) движение.
И двете изследвани части на зрителната кора са отговорни за възприемането на сложно движение - например, това, което се наблюдава, когато кръговете се въртят, когато се приближават или се отдалечават. В този случай дорзалната част на средната горна темпорална област се активира по-рано, очевидно очертавайки характера на наблюдаваното движение за по-нататъшна обработка от средния темпорален вирус. Когато наблюдават илюзорното движение (това, което се случва при оптични илюзии), невроните в тази област според учените се нуждаят от допълнително време за обработка. Въз основа на факта, че възприемането на илюзорно движение в оптичната илюзия на Пина-Брелстаф се оказа сходно при макаките и хората, може също да се предположи, че подобно забавяне може да се наблюдава в работата на зрителната кора на човешкия мозък.
Докато когнитивните учени и невролозите изучават как хората възприемат оптичните илюзии, разработчиците учат невронните мрежи да ги създават сами. Правят го обаче не много добре.
Елизавета Ивтушок