Ученые показывают, как мозг создает иллюзию стабильности.
Наши глаза постоянно бомбардируются огромным количеством визуальной информации – миллионами форм, цветов и постоянно меняющимся движением вещей вокруг нас. Для мозга это очень тяжёлая работа.
С одной стороны, визуальный мир постоянно меняется из - за изменений освещения, точки зрения и других факторов. С другой стороны, визуальный ввод также постоянно меняется из-за моргания глаз и того факта, что наши глаза, голова и тело часто находятся в движении.
Чтобы получить представление о “шумах” этого визуального ввода, поместите телефон перед глазами и запишите видео в реальном времени, пока вы ходите и смотрите на разные вещи, при этом продолжая держать телефон перед глазами. Дерганный, беспорядочный результат видео - это именно то, с чем мозг имеет дело в каждый момент нашего визуального опыта.
Это можно увидеть также в видео ниже. Белый круг и лицо в нем показывает потенциальные движения глаз, а красные шторы слева показывает скачкообразный визуальный ввод в каждый момент времени и получается иллюзия.
Тем не менее, просто смотреть вокруг никогда не кажется нам тяжёлой работой. Вместо того, чтобы воспринимать колебания и визуальный шум, которые может записывать видео, мы воспринимаем стабильно окружающую среду. Так как же мозг создает эту иллюзию стабильности? Этот процесс очаровывал ученых на протяжении веков, и это остаётся одним из фундаментальных вопросов в науке о зрении.
Мозг и машина времени.
В нашем последнем исследовании мы обнаружили новый механизм, который, среди прочего, может объяснить эту иллюзорную стабильность. Мозг автоматически сглаживает визуальный ввод с течением времени. Вместо анализа каждого отдельного визуального предмета мы воспринимаем в данный момент в среднем то, что видели за последние 15 секунд. Таким образом, объединяя объекты, чтобы они казались более похожими друг на друга, наш мозг обманывает нас, заставляя воспринимать стабильную окружающую среду. Жизнь “в прошлом” может объяснить, почему мы не замечаем тонких изменений, которые происходят с течением времени.
Другими словами, мозг подобен машине времени, которая постоянно отсылает нас назад во времени. Это похоже на приложение, которое каждые 15 секунд объединяет наш визуальный ввод в одно впечатление, чтобы мы могли справляться с повседневной жизнью. Если бы наш мозг постоянно обновлялся в реальном времени, мир казался бы хаотичным местом с постоянными колебаниями света, тени и движения. Нам все время бы казалось, что у нас галлюцинации.
Мы создали иллюзию, чтобы проиллюстрировать, как работает этот стабилизационный механизм. Глядя на видео ниже, лицо с левой стороны медленно стареет в течение 30 секунд, и все же очень трудно заметить полную степень изменения возраста. На самом деле наблюдатели воспринимают лицо как стареющее медленнее, чем есть на самом деле.
Чтобы проверить эту иллюзию, мы набрали сотни участников и попросили их просмотреть крупным планом лица, изменяющиеся в хронологическом порядке по возрасту в 30-секундных видеороликах. Когда участников попросили указать возраст лица в самом конце видео, они почти последовательно сообщили возраст лица, которое было представлено за 15 секунд до этого.
Предоставлено: Мауро Манасси
Когда мы смотрим видео, мы постоянно смещаемся в прошлое, и поэтому мозг постоянно отсылает нас к предыдущим 10-15 секундам (где лицо было моложе). Вместо того, чтобы видеть последнее изображение в реальном времени, люди на самом деле видят более ранние версии, потому что время обновления зрения составляет около 15 секунд. Таким образом, эта иллюзия демонстрирует, что визуальное сглаживание с течением времени может помочь стабилизировать восприятие.
То, что мозг, по сути, делает, - это откладывает. Это слишком большая работа, чтобы постоянно иметь дело с каждым получаемым снимком, поэтому мозг цепляется за прошлое, потому что прошлое является хорошим предиктором настоящего. В основном мы перерабатываем информацию из прошлого, потому что это более эффективно, быстрее и меньше работы.
Эта идея – которая также подтверждается другими результатами – о механизмах в мозге, которые постоянно смещают наше зрительное восприятие в сторону нашего прошлого визуального опыта, известна как поля непрерывности. Наша зрительная система иногда жертвует точностью ради плавного визуального восприятия окружающего нас мира. Это может объяснить, почему, например, при просмотре фильма мы не замечаем тонких изменений, которые происходят с течением времени, таких как разница между актерами и их дублерами-каскадерами.
Последствия такой задержки.
Существуют положительные и отрицательные последствия для мозга, работающего с этим небольшим запаздыванием при обработке окружающего визуального мира. Задержка отлично подходит для того, чтобы мы не чувствовали себя ежедневно подвергающимися бомбардировке визуальным вводом, но она также может привести к последствиям для жизни или смерти от несчастного случая, когда требуется абсолютная точность.
Например, рентгенологи изучают сотни изображений партиями, видя несколько связанных изображений одно за другим. При просмотре рентгеновского снимка клиницистов обычно просят выявить любые аномалии, а затем классифицировать их. Во время этой задачи визуального поиска и распознавания исследователи обнаружили, что решения рентгенологов основывались не только на текущем изображении, но и на изображениях, которые они видели ранее, что может иметь серьезные последствия для пациентов.
Медлительность нашей зрительной системы к обновлению может сделать нас слепыми к немедленным изменениям, потому что она цепляется за наше первое впечатление и тянет нас в прошлое. В конечном счете, однако, поля непрерывности способствуют нашему восприятию стабильного мира. В то же время важно помнить, что суждения, которые мы выносим каждый день, не полностью основаны на настоящем, а сильно зависят от того, что мы видели в прошлом.
Об этом новости исследований в области визуальной нейробиологии
Автор: Мауро Манасси и невролог Дэвид Уитни
https://youtu.be/Lub3lsJdko0
