Kada opažamo iluzorno kretanje kada se razmatra optička iluzija Pinna-Brelstaffa koja uzrokuje kretanje statičkih krugova u različitim smjerovima dok se glava kreće prema ili od slike, dolazi do malog (15 milisekundi) zastoja u radu područja mozga koja su odgovorna za percepciju pokreta. Kineski znanstvenici pokazali su to eksperimentom na makaki, u čiji su mozak ugrađeni elektrodi. Članak objavljen u časopisu Journal of Neuroscience.
Optičke iluzije (ako imate lošu predstavu o tome što je to, možete uzeti naš novogodišnji test "Patka ili zeko?") Slabo se razumiju u pitanjima vizualnog sustava. Prije deset godina znanstvenici su pokazali da se, gledajući optičke iluzije kretanja (na primjer, ista Pinna-Brelstaffova iluzija), opaženo iluzorno kretanje čini mozgu kao stvarno: po njegovoj percepciji djeluje srednja temporalna regija koja je odgovorna za obradu stvarnog kretanja.
Istodobno, još uvijek nije jasno kako točno nastaje iluzija kretanja u statičkoj slici. Kineski znanstvenici odlučili su detaljnije proučiti ovo pitanje pod vodstvom Junxianga Lua s Instituta za neuroznanosti Kineske akademije znanosti. Odlučili su se usredotočiti na aktivnost u dva područja vidnog korteksa: na dorzalnom srednjem i gornjem temporalnom području te na srednjem temporalnom području.
U njihovom eksperimentu sudjelovali su makaki, u vizualni korteks koje su implantirane elektrode. Prije pokretanja eksperimenta na makaki, znanstvenici su proveli studiju koja je uključivala ljude. Devet dobrovoljaca pokazali su Pinna-Brelstaffove iluzije sastavljene od Gaborovih spotova raspoređenih u nekoliko krugova. Ovisno o iluziji koju su znanstvenici pokušavali reproducirati, mrlje su bile smještene u krugove s nagibom od 45 stupnjeva udesno, 45 stupnjeva ulijevo i ravno naprijed, a radi olakšavanja zadatka, krugovi su se ili širili ili sužavali. Sudionici su trebali znati kako se krugovi kreću, ovisno o tome hoće li se crtež približiti ili približiti. U obrnutom zadatku, krugovi nisu bili statični, već su se pomicali u smjeru suprotnom od kazaljke na satu: u ovom slučaju sudionici su morali primijetiti jesu li vidjeli širenje ili sužavanje krugova.
Eksperimentalna paradigma i korištene iluzije stvorene iz Gaborovih spotova.
Ovisno o nagibu mjesta Gabor u iluziji Pinna - Brelstaff, smjer kretanja sudionicima se činio drugačijim: na primjer, kada su mrlje bile nagnute ulijevo, krugovi su se iluzorno kretali u smjeru kazaljke na satu kada su se širili i suprotno od kazaljke na satu kada se sužavali (a suprotan uzorak opažen je kada su mrlje nagnute udesno). Istodobno, stvarno kretanje mrlja suprotno kazaljki na satu stvorilo je iluziju sužavanja za mrlje nagnute ulijevo u krugovima, a kretanje u smjeru kazaljke na satu stvorilo je iluziju širenja (opet, opažen je suprotan uzorak za mrlje nagnute udesno). U isto vrijeme, krugovi koji se sastoje od izravno orijentiranih Gabor-ovih mrlja ne uzrokuju iluziju pokreta.
Obrazac opaženog kretanja pod različitim stimulacijama.
Zatim su znanstvenici proveli eksperiment s sudjelovanjem dviju makaki, koji su u početku naučili prepoznati različite smjerove kretanja u krugovima s izravno orijentiranim Gaborovim točkama: za to su se krugovi uvijali u smjeru kazaljke na satu i suprotno od kazaljke na satu, a također sužavali i širili, nakon čega su od njih tražili da odaberu makake na računalu koje će kretati. oni su gledali. Nakon uspješnog treninga, znanstvenici su ponovili eksperiment proveden na ljudima na majmunima, promijenivši brzinu pokreta i udvostručujući maksimalnu brzinu. Znanstvenici su otkrili da makake opažaju iluzorno kretanje na sličan način: prag za percipiranje podražaja ovisi o brzini rotacije ili ekspanziji / kontrakciji.
Promotivni video:
Promatrani smjer kretanja različitim smjerom stvarnog u makaki.
Nakon što su se znanstvenici uvjerili da makaci vide iluziju Pinna-Brelstaffa onako kako je vide ljudi, proveli su završno istraživanje aktivnosti vidnog korteksa svog mozga. Znanstvenici su otkrili da su neuroni u dorzalnom dijelu srednje gornje temporalne regije i srednje temporalne regije podjednako aktivirani i kad promatraju stvarno kretanje i kada promatraju iluzorno kretanje (kako u krugu, tako i u širenju / kontrakciji). Istodobno, kada se promatra iluzorno kretanje, neuroni dorzalnog dijela srednjeg superiornog temporalnog gyrusa aktiviraju se 15 milisekundi kasnije nego kada promatramo stvarno kretanje.
Početak aktivacije neurona u srednjoj temporalnoj regiji i dorzalnom dijelu srednje gornje temporalne regije kada se promatra stvarno (gore) i iluzorno (dolje) kretanje.
Oba proučena dijela vizualnog korteksa odgovorna su za percepciju složenog pokreta - na primjer, onog koji se opaža kada se krugovi okreću kako se približavaju ili odmiču. U ovom se slučaju dorzalni dio srednjeg gornjeg temporalnog područja aktivira ranije, što očito ograničava prirodu promatranog pokreta za daljnju obradu srednjim temporalnim gyrusom. Kada promatraju iluzorno kretanje (ono koje se događa u optičkim iluzijama), neuronima na ovom području, prema znanstvenicima, treba dodatno vrijeme za obradu. Na temelju činjenice da se percepcija iluzornog kretanja u Pinna-Brelstaffovoj optičkoj iluziji pokazala sličnom kod makaka i ljudi, također se može pretpostaviti da se slično odlaganje može primijetiti u radu vizualnog korteksa ljudskog mozga.
Dok kognitivni i neuroznanstvenici proučavaju kako ljudi doživljavaju optičke iluzije, programeri podučavaju neuronske mreže da ih sami stvaraju. Oni to rade, međutim, ne baš dobro.
Elizaveta Ivtušak
