Pri vnímaní iluzórneho pohybu pri zvažovaní optickej ilúzie Pinna-Brelstaff, ktorá spôsobuje pohyb statických kruhov v rôznych smeroch pri pohybe hlavy smerom k obrázku alebo od neho, je malé (15 milisekúnd) oneskorenie v práci oblastí mozgu, ktoré sú zodpovedné za vnímanie pohybu. Čínski vedci to preukázali experimentom s makakmi, do ktorých boli implantované elektródy do mozgu. Článok uverejnený v The Journal of Neuroscience.
Optické ilúzie (ak máte zlú predstavu o tom, čo to je, môžete si vziať náš novoročný test „Kačica alebo zajačik?“) Nerozumie sa vo veciach vizuálneho systému. Pred desiatimi rokmi vedci ukázali, že pri sledovaní optických ilúzií pohybu (napríklad rovnaká ilúzia Pinna-Brelstaff) sa pozorovaný iluzórny pohyb javí mozgu ako skutočný: vo svojom vnímaní je aktívny stredný časový región, ktorý je zodpovedný za spracovanie skutočného pohybu.
Zároveň nie je jasné, ako presne na statickom obrázku vzniká ilúzia pohybu. Čínski vedci sa rozhodli túto záležitosť podrobnejšie študovať pod vedením Junxiang Luo z Neurovedného ústavu Čínskej akadémie vied. Rozhodli sa zamerať na činnosť v dvoch oblastiach vizuálnej kôry: v dorzálnej strednej a hornej časovej oblasti.
Na ich experimente sa makaky zúčastnili, vo vizuálnom kortexe, do ktorého boli implantované elektródy. Pred začatím experimentu s makakmi vedci uskutočnili štúdiu s ľuďmi. Deviatim dobrovoľníkom boli zobrazené Pinna-Brelstaffove ilúzie zložené z Gaborových škvŕn usporiadaných do niekoľkých kruhov. V závislosti od ilúzie, ktorú sa vedci snažili reprodukovať, boli škvrny umiestnené v kruhoch so sklonom 45 stupňov doprava, 45 stupňov doľava a priamo vpred a na uľahčenie úlohy sa kruhy rozšírili alebo zúžili. Účastníci museli byť informovaní o tom, ako sa krúžky pohybujú, v závislosti od toho, či sa kresba dostane ďalej alebo bližšie. V opačnej úlohe neboli kruhy statické, ale pohybovali sa proti smeru hodinových ručičiek a v smere hodinových ručičiek: v tomto prípade si účastníci museli všimnúť, či videli rozšírenie alebo zúženie kruhov.
Experimentálna paradigma a použité ilúzie vytvorené z miest Gabor.
V závislosti od sklonu Gaborových škvŕn v ilúzii Pinna - Brelstaff sa smer pohybu zdal účastníkom odlišný: napríklad, keď boli škvrny naklonené doľava, kružnice sa iluzórne pohybovali v smere hodinových ručičiek, keď sa rozširovali, a proti smeru hodinových ručičiek, keď sa škvrny nakláňali doprava. Súčasný skutočný pohyb škvŕn proti smeru hodinových ručičiek vytvoril ilúziu zúženia pre body naklonené doľava v kruhoch a pohyb v smere hodinových ručičiek vytvoril ilúziu expanzie (opäť sa pozoroval opačný obrazec pre body naklonené doprava). Kruhy, ktoré sa skladajú z priamo orientovaných Gaborových škvŕn, nespôsobujú ilúziu pohybu.
Vzorec pozorovaného pohybu pri rôznych stimuláciách.
Potom vedci uskutočnili experiment s účasťou dvoch makakov, ktorí sa spočiatku naučili rozpoznávať rôzne smery pohybu v kruhoch s priamo orientovanými bodmi Gabora: za týmto účelom boli kruhy skrútené v smere hodinových ručičiek a proti smeru hodinových ručičiek a tiež sa zúžili a rozšírili, potom boli požiadaní, aby na počítači vybrali makakov. pozerali. Po úspešnom výcviku vedci zopakovali experiment na ľuďoch na opiciach, pričom zmenili rýchlosť pohybu a zdvojnásobili maximálnu rýchlosť. Vedci zistili, že maky vnímajú iluzórny pohyb podobným spôsobom: prahová hodnota pre vnímanie stimulu závisí od rýchlosti rotácie alebo expanzie / kontrakcie.
Propagačné video:
Pozorovaný smer pohybu s iným smerom skutočného makaka.
Keď vedci boli presvedčení, že makaky vidia ilúziu Pinna-Brelstaffa rovnako, ako ju vidia ľudia, vykonali záverečnú štúdiu aktivity vizuálnej kôry mozgu. Vedci zistili, že neuróny v dorzálnej časti strednej hornej časovej oblasti a strednej časovej oblasti sú rovnako aktivované tak pri pozorovaní skutočného pohybu, ako aj pri pozorovaní iluzórneho pohybu (v kruhu aj pri expanzii / kontrakcii). Zároveň sa pri pozorovaní iluzórneho pohybu aktivujú neuróny dorzálnej časti stredného nadčasového gyrusu o 15 milisekúnd neskôr ako pri pozorovaní skutočného pohybu.
Začiatok aktivácie neurónov v strednej časovej oblasti a dorzálnej časti strednej hornej časovej oblasti pri pozorovaní skutočného (nad) a iluzórneho (pod) pohybu.
Obe študované časti vizuálnej kôry sú zodpovedné za vnímanie komplexného pohybu - napríklad ten, ktorý sa pozoruje, keď sa kruhy otáčajú, keď sa približujú alebo sa vzdialia. V tomto prípade je dorzálna časť strednej hornej časovej oblasti aktivovaná skôr, čo zjavne obmedzuje povahu pozorovaného pohybu na ďalšie spracovanie stredným časovým gyrom. Pri pozorovaní iluzórneho pohybu (ten, ktorý sa vyskytuje pri optických ilúziách), podľa vedcov potrebujú neuróny v tejto oblasti ďalší čas na spracovanie. Na základe skutočnosti, že vnímanie iluzórneho pohybu v Pinna-Brelstaffovej optickej ilúzii sa ukázalo byť podobné u makakov a ľudí, možno tiež predpokladať, že podobné oneskorenie sa dá pozorovať pri práci vizuálnej kôry ľudského mozgu.
Zatiaľ čo kognitívni a neurovedci študujú, ako ľudia vnímajú optické ilúzie, vývojári učia neurónové siete, aby ich sami vytvorili. Robia to však nie veľmi dobre.
Elizaveta Ivtushok