Kun havaitaan illuusorista liikettä harkittaessa Pinna-Brelstaffin optista illuusiota, joka aiheuttaa staattisten ympyrien liikkumisen eri suuntiin liikuttaessa päätä kohti kuvaa tai poispäin, aivoalueiden, jotka vastaavat liikkeen havainnosta, työssä tapahtuu pieni (15 millisekuntia) viive. Kiinalaiset tutkijat ovat osoittaneet, että tämä tehdään kokeilla makakeille, joiden aivoelektrodit implantoitiin. Artikkeli julkaistu lehdessä Neuroscience.
Optiset harhakuvat (jos sinulla on huono käsitys siitä, mikä se on, voit ottaa uudenvuoden testimme "Ankka vai pupu?"), Ymmärretään huonosti visuaalisen järjestelmän kysymyksissä. Kymmenen vuotta sitten tutkijat osoittivat, että tarkastellessaan liikkeen optisia illuusioita (esimerkiksi samaa Pinna-Brelstaff-illuusiota) havaittu illuoriollinen liike näyttää aivoille todellisena: sen käsityksen mukaan keskimääräinen ajallinen alue on aktiivinen, joka vastaa todellisen liikkeen käsittelystä.
Samanaikaisesti ei ole vielä selvää, kuinka liikkumisen illuusio staattisessa kuvassa tarkalleen syntyy. Kiinalaiset tutkijat päättivät tutkia tätä asiaa yksityiskohtaisemmin Junxiang Luo johdolla Kiinan tiedeakatemian neurotieteiden instituutista. He päättivät keskittyä toimintaan visuaalisen aivokuoren kahdella alueella: selän keskimmäinen ajallinen alue ja keskimääräinen ajallinen alue.
Heidän kokeiluunsa osallistuivat makakit, joiden visuaaliseen aivokuoreen elektrodit implantoitiin. Ennen makaki-kokeiden aloittamista tutkijat tekivät tutkimuksen, johon osallistui ihmisiä. Yhdeksälle vapaaehtoiselle osoitettiin Pinna-Brelstaff-illuusioita, jotka koostuivat Gabor-pisteistä, jotka oli järjestetty useisiin ympyröihin. Riippumatta illuusiosta, jonka tutkijat yrittivät toistaa, täplät sijaitsivat ympyröissä, joiden kallistus oli 45 astetta oikealle, 45 astetta vasemmalle ja suora, ja tehtävän helpottamiseksi ympyrät joko laajenivat tai kapenivat. Osallistujille oli kerrottava, kuinka ympyrät liikkuvat riippuen siitä, eteneekö piirros pidemmälle vai lähempänä. Käänteisessä tehtävässä ympyrät eivät olleet staattisia, vaan liikkuivat vastapäivään ja myötäpäivään: tässä tapauksessa osallistujien piti huomata näkevätkökö heidät ympyröiden laajenemisen vai supistumisen.
Kokeellinen paradigma ja käytettyjä illuusioita, jotka on luotu Gabor-pisteistä.
Pinna - Brelstaff-illuusion Gabor-pisteiden kaltevuudesta riippuen liikesuunta näytti erilaiselta osallistujille: Esimerkiksi, kun pisteitä kallistettiin vasemmalle, ympyrät liikkuivat illuusioisesti myötäpäivään laajentuessaan ja vastapäivään, kun kapenivat (ja vastakkaista mallia havaittiin, kun täplät olivat kallistetut oikealle). Samanaikaisesti pisteiden todellinen vastapäivän liike loi supistumisen illuusion piireissä, jotka ovat kallistuneet vasemmalle ympyröissä, ja myötäpäivään tapahtuva liike loi laajenemisen illuusion (jälleen oikealle kalteville pisteille havaittiin päinvastainen malli). Samaan aikaan ympyrät, jotka koostuvat suoraan suuntautuneista Gabor-pisteistä, eivät aiheuta mitään illuusioita liikkeestä.
Havaitun liikkeen malli eri stimulaation alla.
Sitten tutkijat suorittivat kokeilun kahden makakin osallistumisella. He oppivat alun perin tunnistamaan eri liikesuunnat ympyröissä, joissa oli suoraan suuntautuneita Gabor-täpliä: tätä varten ympyrät kiertyivät myötäpäivään ja vastapäivään ja myös kavensivat ja laajensivat, minkä jälkeen heitä pyydettiin valitsemaan tietokoneella makakit, mikä liikettä. he katsoivat. Onnistuneen koulutuksen jälkeen tutkijat toistivat apinoilla ihmisille tehdyn kokeen, muuttaen liikkeen nopeutta ja tuplaamalla maksiminopeuden. Tutkijat ovat havainneet, että makakit havaitsevat illuusorin liikkeen samalla tavalla: ärsykkeen havaitsemiskynnys riippuu pyörimisnopeudesta tai laajenemisesta / supistumisesta.
Mainosvideo:
Havaittu liikesuunta eri todellisella suunnalla makakeissa.
Kun tutkijat olivat vakuuttuneita siitä, että makakit näkevät Pinna-Brelstaff-illuusion samalla tavalla kuin ihmiset sen näkevät, he suorittivat lopullisen tutkimuksen aivojen visuaalisen aivokuoren toiminnasta. Tutkijat ovat havainneet, että keskimmäisen ajallisen alueen selkäosan ja keskimääräisen ajallisen alueen hermosolut aktivoituvat tasaisesti sekä tarkkailemalla todellista liikettä että tarkkailemalla illuusoria liikettä (sekä ympyrässä että laajenemista / supistumista). Samaan aikaan tarkkailemalla illuusorista liikettä, ylemmän ylemmän ajallisen gyuruksen selkäosan neuronit aktivoituvat 15 millisekuntia myöhemmin kuin todellista liikettä tarkkaillessa.
Neuronien aktivoinnin aloittaminen keskimmäisellä ajallisella alueella ja keskimmäisen ajallisen alueen selkäosassa tarkkailemalla todellista (yläpuolella) ja illusoorista (alapuolella) liikettä.
Molemmat visuaalisen aivokuoren tutkitut osat vastaavat monimutkaisen liikkeen havainnoinnista - esimerkiksi se, jota havaitaan, kun ympyrät pyörivät lähestyessäsi tai siirtyessään. Tässä tapauksessa keskimmäisen ajallisen alueen selkäosa aktivoidaan aikaisemmin, rajoittaen ilmeisesti havaitun liikkeen luonteen keskimääräisen ajallisen gyuruksen jatkokäsittelyä varten. Tarkkaillessasi illuusorista liikettä (se, joka tapahtuu optisissa illuusioissa), tämän alueen neuronit, tutkijoiden mukaan, tarvitsevat ylimääräisen käsittelyajan. Perustuen siihen tosiseikkaan, että Pinna-Brelstaffin optisessa illuusiossa havaitsemien illuusorien liikkeet osoittautuivat samanlaisiksi makakeilla ja ihmisillä, voidaan myös olettaa, että samanlainen viive voidaan havaita ihmisen aivojen visuaalisen aivokuoren työssä.
Vaikka kognitiiviset ja neurotieteilijät tutkivat kuinka ihmiset kokevat optisia illuusioita, kehittäjät opettavat hermoverkkoja luomaan ne itse. He tekevät sen kuitenkin ei kovin hyvin.
Elizaveta Ivtushok
