Při vnímání iluzorního pohybu při zvažování optické iluze Pinna-Brelstaff, která způsobuje pohyb statických kruhů různými směry při pohybu hlavy směrem k obrazu nebo od něj, dochází v práci v mozkových oblastech, které jsou zodpovědné za vnímání pohybu, k malému (15 milisekundám) zpoždění. Čínští vědci to prokázali experimentem na makakech, do nichž byly implantovány elektrody mozku. Článek publikovaný v časopise The Neuroscience.
Optické iluze (pokud máte špatnou představu o tom, co to je, můžete si vzít náš novoroční test „Kachna nebo králíček?“) Jsou ve věcech vizuálního systému špatně chápány. Před deseti lety vědci ukázali, že při sledování optických iluzí pohybu (například stejná iluze Pinna-Brelstaff) se pozorovaný iluzorní pohyb zdá mozku jako skutečný: ve svém vnímání je aktivní střední střední časová oblast, která je zodpovědná za zpracování skutečného pohybu.
Současně není stále jasné, jak přesně se ve statickém obrázku objevuje iluze pohybu. Čínští vědci se rozhodli tento problém podrobněji studovat pod vedením Junxiang Luo z Neurovědního ústavu Čínské akademie věd. Rozhodli se zaměřit na aktivitu ve dvou oblastech zrakové kůry: hřbetní střední-horní časová oblast a střední-časová oblast.
Ve svém experimentu se makakové účastnili, ve vizuální kůře, do které byly implantovány elektrody. Před zahájením experimentu na makakech vědci provedli studii týkající se lidí. Devíti dobrovolníkům bylo ukázáno Pinna-Brelstaffovy iluze složené z Gaborových skvrn uspořádaných do několika kruhů. V závislosti na iluzi, kterou se vědci snažili reprodukovat, byly skvrny umístěny v kruzích se sklonem 45 stupňů doprava, 45 stupňů doleva a rovně a aby se úkol usnadnil, kruhy se buď rozšířily nebo zúžily. Účastníkům muselo být řečeno, jak se kruhy pohybují, v závislosti na tom, zda se kresba dále nebo blíží. V opačném úkolu nebyly kruhy statické, ale pohybovaly se proti směru a proti směru hodinových ručiček: v tomto případě si účastníci museli všimnout, zda viděli rozšíření nebo zúžení kruhů.
Experimentální paradigma a použité iluze vytvořené z Gaborových skvrn.
V závislosti na sklonu Gaborových skvrn v iluzi Pinna - Brelstaff se zdálo, že směr pohybu byl pro účastníky odlišný: například, když byly skvrny nakloněny doleva, kruhy se iluzorně pohybovaly ve směru hodinových ručiček, když se rozšiřovaly a proti směru hodinových ručiček, když se zmenšovaly (a opačný vzor se pozoroval, když se skály sklonily doprava). Současný skutečný pohyb skvrn proti směru hodinových ručiček vytvořil iluzi zúžení pro body nakloněné doleva v kruzích a pohyb ve směru hodinových ručiček vytvořil iluzi expanze (opět byl pozorován opačný vzor u bodů nakloněných doprava). Kruhy sestávající z přímo orientovaných Gaborových skvrn nezpůsobují iluzi pohybu.
Vzorec pozorovaného pohybu při různé stimulaci.
Vědci pak provedli experiment s účastí dvou makaků, které se zpočátku naučily rozpoznávat různé směry pohybu v kruzích s přímo orientovanými Gaborovými skvrnami: za tím účelem byly kruhy krouceny ve směru a proti směru hodinových ručiček a také se zúžily a rozšířily, poté byly požádány, aby na počítači vybraly makaky, které hnutí. sledovali. Po úspěšném tréninku vědci opakovali experiment prováděný na lidech na opicích, změnili rychlost pohybu a zdvojnásobili maximální rychlost. Vědci zjistili, že makakové vnímají iluzorní pohyb podobným způsobem: práh pro vnímání stimulu závisí na rychlosti rotace nebo expanze / kontrakce.
Propagační video:
Pozorovaný směr pohybu s jiným směrem skutečného v makakech.
Poté, co vědci byli přesvědčeni, že makakové vidí iluzi Pinna-Brelstaffa stejným způsobem, jakým ji lidé vidí, provedli závěrečnou studii aktivity vizuální kůry mozku. Vědci zjistili, že neurony v dorzální části střední horní časové oblasti a střední časové oblasti jsou stejně aktivovány jak při pozorování skutečného pohybu, tak při pozorování iluzorního pohybu (v kruhu i při expanzi / kontrakci). Současně se při pozorování iluzorního pohybu aktivují neurony dorzální části středního nadřazeného časného gyru o 15 milisekund později než při pozorování skutečného pohybu.
Zahájení aktivace neuronů ve střední časové oblasti a dorzální části střední horní časové oblasti při pozorování skutečného (nad) a iluzorního (pod) pohybu.
Obě zkoumané části vizuální kůry jsou zodpovědné za vnímání složitého pohybu - například ten, který je pozorován, když se kruhy otáčejí, když se přibližují nebo odcházejí. V tomto případě je hřbetní část střední horní časové oblasti aktivována dříve, což zjevně vymezuje povahu pozorovaného pohybu pro další zpracování středním časovým gyrem. Při pozorování iluzorního pohybu (ten, který se vyskytuje v optických iluzích), potřebují neurony v této oblasti, podle vědců, další dobu zpracování. Na základě skutečnosti, že vnímání iluzorního pohybu v Pinna-Brelstaffově optické iluzi se ukázalo být podobné u makaků a lidí, lze také předpokládat, že podobné zpoždění lze pozorovat v práci vizuální kůry lidského mozku.
Zatímco kognitivní a neurovědci studují, jak lidé vnímají optické iluze, vývojáři učí neuronové sítě, aby je vytvořili sami. Dělají to však ne moc dobře.
Elizaveta Ivtushok