Мозг человека содержит специализированные нервные клетки, определяющие направление на наблюдаемые объекты: лица, автомобили, любые окружающие нас предметы.

Известно, что зрительный центр мозга содержит нервные клетки различной специализации, отвечающие за регистрацию цвета предметов, движения, граней и других характеристик наблюдаемых изображений. Ученые университета Миннесоты обнаружили, что существуют также нейроны, определяющие, под каким углом к смотрящему расположен предмет. Например, повернуто ли лицо другого человека в вашу сторону.

Для того, чтобы составить полное визуальное представление об окружающем нас мире, мозгу требуются миллионы нервных клеток. Но, например, если каждый нейрон, ответственный за регистрацию движения, будет посылать в мозг сигнал в ответ на любое происходящее в поле зрения движение, мы никогда не сможем определить, удаляется ли железнодорожный состав или несется нам навстречу. Чтобы избежать этого, мозг содержит отдельные, но взаимодействующие между собой группы нейронов, каждая из которых реагирует на определенные аспекты изображения. Далее мозг интерпретирует поступившие от них сигналы и создает изображение в зависимости от того, какие группы клеток были задействованы в процессе его восприятия.

Задачей исследования было изучение механизмов, обеспечивающих способность определять угол расположения предмета по отношению к наблюдающему. Каждому участнику было продемонстрировано изображение лица, автомобиля или геометрической фигуры на экране компьютера. В каждом случае на первой картинке - адаптивном изображении - объект был показан со стороны. Через некоторое время на монитор выводилась другая проекция того же объекта - тестовое изображение. В этом случае лицо или предмет демонстрировались либо во фронтальной проекции "анфас", либо слегка повернутым (на 3 или 6 градусов) в ту или другую сторону. От испытуемых требовалось определить, повернуто ли тестовое изображение и если да, то вправо или влево.

Если адаптивное изображение было повернуто на 30 градусов в ту или иную сторону, а тестовое изображение того же объекта было во фронтальной проекции, участники эксперимента утверждали, что тестовое изображение повернуто в сторону, противоположную адаптивному. Например, если они сначала видели лицо человека, повернутое на 30 градусов влево, им казалось, что на второй картинке лицо повернуто вправо. Этот "адаптационный эффект" возникал в 80% случаев, независимо от направления изображения. Даже если тестовое изображение было на 3 градуса повернуто в ту же сторону, что и адаптивное, в половине случаев испытуемые ошибались, указывая неправильное направление тестового изображения.

Причина этих ошибок заключается в том, что, когда человек пристально смотрит на какой-либо предмет, нейроны, определяющие угол зрения, "устают" и их способность адекватно реагировать на практически идентичное изображение снижается. Мозг же интерпретирует слабую реакцию нейронов как "неповернутость" предмета в направлении, за регистрацию которого эти нейроны ответственны. Это подтверждает идею, что существуют отдельные группы нервных клеток, каждая из которых распознает определенную узкую область возможных ориентаций предметов. Расположены эти нейроны по обеим сторонам затылочной доли коры головного мозга.

Исследователями был также проведен ряд экспериментов, результат которых доказал, что, по крайней мере, определение расположения лиц не основывается на положении отдельных черт, например, носа. В тех случаях, когда адаптивное изображение представляло собой разрозненные фрагменты лица (как будто бы некоторые его части были стерты), адаптивный эффект не проявлялся.

Таким образом, отдельные детали не играют большой роли в развитии адаптационного эффекта, для этого надо иметь представление о рассматриваемом лице в целом. В то же время, если в качестве адаптивного изображения вы видите лицо, а в качестве тестового - автомобиль, адаптации также не происходит. То есть, детали важны в контексте целого изображения для отождествления типа объекта. Авторы также считают, что существуют специальные группы нейронов, реагирующие на определенные классы объектов, например, дома, холмы, лица и тому подобное.

Далее ученые планируют помещать испытуемых в магнитно-резонансный сканер с целью регистрации реакции разных групп нервных клеток на различные изображения объектов.

Результаты работы позволяют лучше разобраться в процессах накопления и обработки мозгом зрительной информации, позволяющих распознавать различные предметы. В дальнейшем это может помочь в развитии технологий машинного зрения.

Источник новости: Medical News Today

Пересказала Е. Рябцева