Når man oppfatter illusorisk bevegelse når man vurderer den optiske Pinna-Brelstaff-illusjonen, som får statiske sirkler til å bevege seg i forskjellige retninger når man beveger hodet mot eller bort fra bildet, er det en liten (15 millisekunder) forsinkelse i arbeidet i hjerneområdene som er ansvarlig for oppfatningen av bevegelse. Dette er ved hjelp av et eksperiment på makaker, der hjernen elektroder ble implantert, har kinesiske forskere vist. Artikkel publisert i The Journal of Neuroscience.
Optiske illusjoner (hvis du har en dårlig ide om hva det er, kan du ta nyttårsprøven vår "Duck eller bunny?") Er dårlig forstått i forhold til det visuelle systemet. For et tiår siden viste forskere at når de ser på optiske illusjoner om bevegelse (for eksempel den samme Pinna-Brelstaff-illusjonen), fremstår den observerte illusoriske bevegelsen for hjernen som ekte: i sin oppfatning er den midtre temporale regionen aktiv, som er ansvarlig for å behandle reell bevegelse.
Samtidig er det fremdeles ikke klart hvordan nøyaktig illusjonen av bevegelse oppstår i et statisk bilde. Kinesiske forskere bestemte seg for å studere dette problemet mer detaljert under ledelse av Junxiang Luo fra Institute of Neurosciences of the Chinese Academy of Sciences. De bestemte seg for å fokusere på aktivitet i to områder av den visuelle cortex: rygg midt-øvre temporale området og mid-temporale området.
I eksperimentet deres tok makaker del i den visuelle cortex som elektroder ble implantert. Før forskere startet på makaker, gjennomførte forskere en studie som involverte mennesker. Ni frivillige ble vist Pinna-Brelstaff-illusjoner sammensatt av Gabor-flekker arrangert i flere kretser. Avhengig av illusjonen som forskerne prøvde å gjengi, var flekkene plassert i sirkler med en helning på 45 grader til høyre, 45 grader til venstre og rett, og for å gjøre oppgaven enklere ble sirklene enten utvidet eller innsnevret. Deltakerne måtte bli fortalt hvordan sirklene beveger seg, avhengig av om tegningen kommer lenger eller nærmere. I den omvendte oppgaven var sirklene ikke statiske, men beveget seg mot klokken og med klokken: i dette tilfellet måtte deltakerne merke om de så en utvidelse eller en innsnevring av sirklene.
Eksperimentelt paradigme og brukte illusjoner skapt fra Gabor-flekker.
Avhengig av helningen på Gabor-flekkene i Pinna - Brelstaff-illusjonen, virket bevegelsesretningen annerledes for deltakerne: for eksempel når flekkene ble vippet til venstre, beveget sirklene seg illsorisk med urviseren når de ekspanderte og mot klokken når de smalt (og det motsatte mønsteret ble observert når flekkene var tilbøyelig til høyre). Samtidig skapte den virkelige mot klokken bevegelse av flekkene en illusjon av innsnevring for flekker som var tilbøyelig til venstre i sirklene, og bevegelse med klokken skapte en illusjon av utvidelse (igjen ble det motsatte mønsteret observert for flekker som var tilbøyelig til høyre). Samtidig forårsaker ikke kretsene som består av direkte orienterte Gabor-flekker noen illusjon av bevegelse.
Mønsteret av observert bevegelse under forskjellig stimulering.
Deretter gjennomførte forskerne et eksperiment med deltakelse av to makaker, som opprinnelig lærte å gjenkjenne forskjellige bevegelsesretninger i sirkler med direkte orienterte Gabor-flekker: for dette ble sirklene vridd med klokken og mot klokken, og også smalere og utvidet, hvoretter de ble bedt om å velge på datamaskinen hvilken bevegelse. de så på. Etter vellykket trening gjentok forskerne eksperimentet som ble utført på mennesker på aper, endret bevegelseshastighet og doblet maksimal hastighet. Forskere har funnet ut at makaker oppfatter illusorisk bevegelse på en lignende måte: terskelen for å oppfatte en stimulus avhenger av rotasjonshastigheten eller ekspansjonen / sammentrekningen.
Salgsfremmende video:
Observert bevegelsesretning med ulik retning av ekte i makaker.
Etter at forskere var overbevist om at makaker ser Pinna-Brelstaff-illusjonen på samme måte som mennesker ser den, gjennomførte de en endelig studie av aktiviteten til visuell cortex i hjernen. Forskere har funnet at nevroner i den dorsale delen av den midtre øvre temporale regionen og den midtre temporale regionen er like aktivert både når man observerer reell bevegelse og når man observerer illusorisk bevegelse (både i en sirkel og utvidelse / sammentrekning). Samtidig, når man observerer den illusoriske bevegelsen, aktiveres nevronene i ryggdelen av den midtre overlegne temporale gyrusen 15 millisekunder senere enn når man observerer den virkelige bevegelsen.
Begynnelse av aktivering av nevroner i den midtre temporale regionen og ryggdelen av den midtre øvre temporale regionen når man observerer reell (over) og illusorisk (under) bevegelse.
Begge studerte deler av den visuelle cortex er ansvarlig for oppfatningen av kompleks bevegelse - for eksempel den som blir observert når sirklene roterer når de nærmer seg eller beveger seg bort. I dette tilfellet aktiveres ryggdelen av den midtre øvre temporale regionen tidligere, tilsynelatende avgrenser arten av den observerte bevegelsen for videre prosessering av den midterste temporale gyrusen. Når man observerer den illusoriske bevegelsen (den som forekommer i optiske illusjoner), trenger nevronene i dette området, ifølge forskere, ekstra behandlingstid. Basert på det faktum at oppfatningen av illusorisk bevegelse i Pinna-Brelstaff optisk illusjon viste seg å være lik hos makaker og mennesker, kan det også antas at en lignende forsinkelse kan observeres i arbeidet med den visuelle cortex av den menneskelige hjerne.
Mens kognitive og nevrovitenskapelige studerer hvordan folk oppfatter optiske illusjoner, lærer utviklere nevrale nettverk å lage dem selv. De gjør det imidlertid ikke veldig bra.
Elizaveta Ivtushok
