Оптическая иллюзия раскрыла ключевое правило мозга
Оптические иллюзии играют на предубеждениях мозга и заставляют его воспринимать изображения иначе — не так, как они выглядят в реальности. Ученые использовали оптическую иллюзию на мышах, чтобы изучить, как именно мозг обрабатывает визуальную информацию. Об этом пишет Live Science.
Исследование было сосредоточено на иллюзии распространения неонового цвета. Ее ключевой предмет — узоры из тонких линий на сплошном фоне. Некоторые линии окрашены в салатовый или любой другой яркий цвет. Мозг воспринимает их как часть сплошной фигуры с четкой границей (зеленый круг). Замкнутая форма также выглядит ярче, чем окружающие ее линии.
Когда свет попадает в наши глаза, электрические сигналы передаются по нервам в зрительную кору. Эта область обрабатывает визуальные данные и отправляет их в другие области мозга, позволяя нам воспринимать мир вокруг нас. Зрительная кора состоит из шести слоев нейронов. Они последовательно пронумерованы: V1, V2, V3 и так далее. Каждый уровень отвечает за обработку различных особенностей изображений. Нейроны V1 обрабатывают первый и самый базовый слой данных, в то время как остальные слои относятся к «высшим зрительным областям» и отвечают за более сложную визуальную обработку.
До сих пор ученые спорили о том, в какой степени нейроны V1 реагируют на иллюзорную яркость неоновых цветов. В серии лабораторных экспериментов на мышах исследователи показали, что эти нейроны играют фундаментальную роль в этом процессе. Их активность регулируется обратной связью от нейронов V2. Между разными слоями зрительной коры происходит обмен информацией.
«Наблюдаемая связь между V1 и V2 при обработке иллюзии подразумевает, что сознание — это процесс, который происходит «сверху вниз», — комментирует Масатака Ватанабэ, доцент кафедры системных инноваций в университете Токио.
Раньше ученые лишь предполагали, что сознание — это нисходящий процесс, но исследование на мышах предоставило прямые доказательства этого, отметил Ватанабэ. В ходе исследования мышам показывали комбинацию иллюзий с неоновыми цветами и другие узоры, которые не вызывали иллюзию. Одновременно с этим ученые измеряли активность нейронов мозга грызунов с помощью имплантированных электродов. Анализу также подверглись зрачки мышей.
Оказалось, что нейроны V1 реагируют как на иллюзорные, так и на неиллюзорные образы, но на первые им требуется больше времени. Это подтверждает теорию о том, что нейронам V1 необходима обратная связь от высших зрительных областей для обработки иллюзий такого типа.
Затем исследователи попытались экспериментально подавить активность нейронов высших зрительных областей и обнаружили, что нейроны V1 с меньшей вероятностью реагируют на иллюзии. Это предоставило дополнительные доказательства того, что для восприятия иллюзии необходима петля обратной связи более высокого уровня.
В будущем команда Ватанабэ планирует провести новые исследования. В них будут изучать активность нейронов высших зрительных областей у мышей. Специалисты надеются, что это прольет больше света на нейронные механизмы, лежащие в основе сознания у мышей и, как следствие, у людей.
Ранее иллюзия от нейросети показала Николаса Кейджа в неожиданном виде.
