Pinna-Brelstaffi optilise illusiooni kaalumisel illusoorse liikumise tajumisel, mis põhjustab pea liikumist kujutise suunas või sellest eemale liikudes erinevates suundades, on liikumine tajumise eest vastutavate ajupiirkondade töös väike (15 millisekundit) viivitus. Hiina teadlased on näidanud seda makaakidega tehtud katse abil, millesse aju elektroodid implanteeriti. Artikkel avaldati ajakirjas The Journal of Neuroscience.
Optilised illusioonid (kui teil on halb ettekujutus sellest, mis see on, võite võtta meie uusaasta testi "Pard või jänku?"), On visuaalsüsteemi küsimustes halvasti mõistetavad. Kümme aastat tagasi näitasid teadlased, et liikumise optiliste illusioonide (näiteks sama Pinna-Brelstaffi illusiooni) vaatlemisel näib vaadeldav illusoorse liikumine ajule tõelisena: tema ettekujutuses on aktiivne keskmine ajaline piirkond, mis vastutab reaalse liikumise töötlemise eest.
Samas pole siiani selge, kuidas täpselt staatilisel pildil liikumise illusioon tekib. Hiina teadlased otsustasid seda küsimust lähemalt uurida Hiina Teaduste Akadeemia neuroteaduste instituudi Junxiang Luo juhtimisel. Nad otsustasid keskenduda tegevusele visuaalse ajukoore kahes piirkonnas: selja keskel paiknev ülaosa keskmine ja ajaline piirkond.
Nende katses osalesid makaakid, kelle visuaalsesse ajukoore implanteeriti elektroodid. Enne makaakidega katse alustamist viisid teadlased läbi uuringu, mis hõlmas inimesi. Üheksale vabatahtlikule näidati Pinna-Brelstaffi illusioone, mis koosnesid mitmesse ringi paigutatud Gabori täppidest. Sõltuvalt illusioonist, mida teadlased üritasid reprodutseerida, asusid laigud ringides, mille kalle oli 45 kraadi paremale, 45 kraadi vasakule ja otse ette ning ülesande hõlbustamiseks ringid kas laienesid või ahenesid. Osalejatele tuli öelda, kuidas ringid liiguvad, sõltuvalt sellest, kas joonis jõuab kaugemale või lähemale. Vastupidises ülesandes polnud ringid staatilised, vaid liikusid vastupäeva ja päripäeva: sel juhul pidid osalejad märkima, kas nad nägid ringide laienemist või ahenemist.
Eksperimentaalne paradigma ja kasutatud illusioonid, mis on loodud Gabori täppidest.
Sõltuvalt Pinna - Brelstaffi illusiooni Gabori täppide kaldest näis osalejatele liikumise suund erinev: näiteks kui laigud olid vasakule kallutatud, liikusid ringid illusoorselt päripäeva, kui nad laienesid, ja vastupäeva, kui ahenesid (ja laigude paremale kaldumisel täheldati vastupidist mustrit). Samal ajal lõi täppide tegelik vastupäeva liikumine ringides vasakule kalduvate täppide kitsenemise illusiooni ja päripäeva liikumine lõi laienemise illusiooni (jällegi täheldati paremale kalduvate täppide puhul vastupidist mustrit). Samal ajal ei põhjusta otse orienteeritud Gabori täppidest koosnevad ringid liikumisest mingit illusiooni.
Vaadeldud liikumise muster erineva stimulatsiooni korral.
Siis viisid teadlased läbi eksperimendi kahe makaakide osalusel, kes õppisid algselt otsese suunitlusega Gabori täppidega ringides erinevaid liikumissuundi ära tundma: selleks keerati ringid päripäeva ja vastupäeva ning ka kitsendati ja laiendati, mille järel neil paluti valida arvutis makaagid, milline liikumine toimub. nad vaatasid. Pärast edukat väljaõpet kordasid teadlased ahvidega inimestel tehtud katset, muutes liikumiskiirust ja kahekordistades maksimaalse kiiruse. Teadlased leidsid, et makaakid tajuvad illusoorset liikumist sarnaselt: stiimuli tajumise lävi sõltub pöörlemiskiirusest või laienemisest / kokkutõmbumisest.
Reklaamvideo:
Vaadeldud liikumissuund erineva reaalsuunaga makaakides.
Pärast seda, kui teadlased olid veendunud, et makaakid näevad Pinna-Brelstaffi illusiooni samamoodi, nagu inimesed seda näevad, viisid nad lõpliku uuringu läbi oma aju visuaalse koore aktiivsuse. Teadlased leidsid, et keskmise ülemise ajalise piirkonna tagumise osa ja keskmise ajalise piirkonna neuronid aktiveeruvad võrdselt nii reaalset liikumist kui ka illusoorse liikumise vaatlemisel (nii ringis kui ka laienemist / kokkutõmbumist). Samal ajal aktiveeritakse illusoorse liikumise jälgimisel keskmise ülemise ajalise gürossi seljaosa neuronid 15 millisekundit hiljem kui reaalse liikumise vaatlemisel.
Neuronite aktiveerimise algus keskmises ajalises piirkonnas ja keskmise ülemise aja piirkonna dorsaalses osas, kui jälgida tegelikku (ülal) ja illusoorset (all) liikumist.
Mõlemad visuaalse koore uuritud osad vastutavad keeruka liikumise tajumise eest - näiteks see, mida täheldatakse ringide pöörlemisel lähenedes või eemaldudes. Sel juhul aktiveeritakse keskmise ülemise ajalise piirkonna seljaosa varem, piiritledes ilmselt keskmise ajalise gürossi poolt edasiseks töötlemiseks täheldatud liikumise olemuse. Illusoorse liikumise (see, mis toimub optilistes illusioonides) vaatlemisel vajavad selle piirkonna neuronid teadlaste sõnul täiendavat töötlemisaega. Lähtudes asjaolust, et Pinna-Brelstaffi optilises illusioonis illusoorse liikumise tajumine osutus makaakidel ja inimestel sarnaseks, võib ka eeldada, et sarnast viivitust võib täheldada ka inimese aju visuaalse koore töös.
Samal ajal kui kognitiiv- ja neuroteadlased uurivad, kuidas inimesed optilisi illusioone tajuvad, õpetavad arendajad närvivõrke nende loomiseks ise. Nad teevad seda aga mitte eriti hästi.
Elizaveta Ivtushok
