Atunci când percepeți mișcare iluzorie atunci când luați în considerare iluzia optică Pinna-Brelstaff, care determină mișcarea cercurilor statice în direcții diferite atunci când deplasați capul spre sau departe de imagine, există o mică întârziere (15 milisecunde) în activitatea regiunilor creierului care sunt responsabile de percepția mișcării. Acest lucru se face printr-un experiment pe macaci, în ale cărui creiere au fost implantate electrozii, au arătat oamenii de știință chinezi. Articol publicat în The Journal of Neuroscience.
Iluziile optice (dacă aveți o idee slabă despre ce este vorba, puteți lua testul nostru de Anul Nou „Rață sau iepuras?”) Sunt slab înțelese în problemele sistemului vizual. În urmă cu zece ani, oamenii de știință au arătat că atunci când vizualizăm iluziile optice de mișcare (de exemplu, aceeași iluzie Pinna-Brelstaff), mișcarea iluzorie observată apare la nivelul creierului ca fiind reală: în percepția sa, regiunea temporală mijlocie este activă, care este responsabilă de procesarea mișcării reale.
În același timp, încă nu este clar cât de exact apare iluzia de mișcare într-o imagine statică. Oamenii de știință chinezi au decis să studieze mai detaliat această problemă sub conducerea lui Junxiang Luo de la Institutul de Neuroștiințe al Academiei Chineze de Științe. Au decis să se concentreze asupra activității în două zone ale cortexului vizual: zona temporală dorsală mijlocie superioară și zona mijlocie-temporală.
În experimentul lor, macacii au luat parte la cortexul vizual al cărui implanturi au fost implantate. Înainte de a începe experimentul pe macaci, oamenii de știință au efectuat un studiu care a implicat oameni. Nouă voluntari li s-au arătat iluzii Pinna-Brelstaff compuse din pete Gabor dispuse în mai multe cercuri. În funcție de iluzia pe care oamenii de știință încercau să o reproducă, petele erau localizate în cercuri cu o înclinație de 45 de grade spre dreapta, 45 de grade spre stânga și drept înainte și pentru a facilita sarcina, cercurile fie extinse, fie îngustate. Participanților trebuiau să li se spună cum se mișcă cercurile, în funcție de dacă desenul devine mai departe sau mai aproape. În sarcina inversă, cercurile nu au fost statice, ci s-au mișcat în sens invers acelor de ceasornic și în sensul acelor de ceasornic: în acest caz, participanții au trebuit să noteze dacă au văzut o expansiune sau o îngustare a cercurilor.
Paradigmă experimentală și iluzii folosite create din punctele Gabor.
În funcție de panta petelor Gabor din iluzia Pinna - Brelstaff, direcția de mișcare părea diferită față de participanți: de exemplu, atunci când petele au fost înclinate spre stânga, cercurile s-au mișcat iluzor în sensul acelor de ceasornic atunci când se extind și în sens invers acelor de ceasornic (când s-a observat modelul opus atunci când petele au fost înclinate spre dreapta). În același timp, mișcarea reală în sensul acelor de ceasornic a petelor a creat iluzia de îngustare pentru pete înclinate spre stânga în cercuri, iar mișcarea în sensul acelor de ceasornic a creat iluzia de expansiune (din nou, s-a observat modelul opus pentru pete înclinate spre dreapta). În același timp, cercurile formate din pete Gabor orientate direct nu provoacă nicio iluzie de mișcare.
Modelul mișcării observate sub stimulare diferită.
Apoi, oamenii de știință au efectuat un experiment cu participarea a doi macaci, care au învățat inițial să recunoască direcții diferite de mișcare în cercuri cu pete Gabor orientate direct: pentru aceasta, cercurile au fost răsucite în sensul acelor de ceasornic și în sensul acelor de ceasornic și, de asemenea, s-au restrâns și s-au extins, după care li s-a cerut să selecteze macacurile de pe computer care mișcare. ei au urmărit. După pregătirea de succes, oamenii de știință au repetat experimentul realizat pe oameni pe maimuțe, schimbând viteza de mișcare și dublând viteza maximă. Oamenii de știință au descoperit că macacii percep mișcarea iluzorie într-un mod similar: pragul pentru perceperea unui stimul depinde de viteza de rotație sau de expansiune / contracție.
Video promotional:
Direcția de mișcare observată cu o direcție diferită a realului în macache.
După ce oamenii de știință au fost convinși că macacii văd iluzia Pinna-Brelstaff la fel cum o văd oamenii, au efectuat un studiu final al activității cortexului vizual al creierului lor. Oamenii de știință au descoperit că neuronii din partea dorsală a regiunii temporale superioare medii și a regiunii temporale medii sunt la fel de activi atât atunci când observă mișcarea reală, cât și atunci când observă mișcare iluzorie (atât în cerc, cât și în expansiune / contracție). În același timp, atunci când observați mișcarea iluzorie, neuronii părții dorsale a girului temporal superior mediu sunt activate cu 15 milisecunde mai târziu decât atunci când observați mișcarea reală.
Începutul activării neuronilor în regiunea temporală medie și a părții dorsale a regiunii temporale superioare medii când se observă mișcare reală (deasupra) și iluzorie (de mai jos).
Ambele părți studiate ale cortexului vizual sunt responsabile de percepția unei mișcări complexe - de exemplu, cea care este observată atunci când cercurile se rotesc pe măsură ce se apropie sau se îndepărtează. În acest caz, partea dorsală a zonei temporale superioare a mijlocului este activată mai devreme, delimitând aparent natura mișcării observate pentru prelucrarea ulterioară de către girul temporal temporal. Când observați mișcarea iluzorie (cea care apare în iluziile optice), neuronii din această zonă, potrivit oamenilor de știință, au nevoie de timp suplimentar de procesare. Pe baza faptului că percepția mișcării iluzorii în iluzia optică Pinna-Brelstaff s-a dovedit a fi similară la macaci și oameni, se poate presupune, de asemenea, că o întârziere similară poate fi observată în activitatea cortexului vizual al creierului uman.
În timp ce cognitivii și neuroștiințierii studiază modul în care oamenii percep iluziile optice, dezvoltatorii învață rețelele neuronale să le creeze singure. O fac, însă, nu foarte bine.
Elizaveta Ivtushok
