Оптическая иллюзия раскрыла ключевое правило мозга03.05.2024 13:00

Пример иллюзии, которую показывали мышамИсточник: Mabit1, CC BY-SA 4.0 DEED, via Wikimedia Commons

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.

Альтернативная версия иллюзии распространения неонового цвета. В этом случае мозг воспринимает цветные синие линии как принадлежащие синему кругу, но на самом деле фон по-прежнему белый, а синие линии не образуют замкнутой формы.Источник: blebspot, CC BY-SA 3.0 DEED, via Wikimedia Commons

Обработка «сверху вниз» означает, что мозг интерпретирует окружение, принимая во внимание предыдущий опыт, а не полагаясь исключительно на визуальные стимулы. Напротив, чистая восходящая обработка объясняется тем, что различные особенности изображения соединяются вместе, как кусочки головоломки, создавая связную картину без участия памяти.

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.

HI-TECH@Mail.Ru прочитано 2984 раза