Обмануть мозг: ученые выяснили, как оптическая иллюзия управляет сознанием

Оптические иллюзии играют на предубеждениях мозга, заставляя его воспринимать изображения не такими, какие они есть на самом деле. Ученые провели исследования на мышах, чтобы понять, как мозг обрабатывает визуальную информацию.

Исследование было сосредоточено на иллюзии распространения неонового цвета, включающей узоры тонких линий на сплошном фоне. Об этом сообщает сайт LiveScience со ссылкой на исследование, опубликованное на ScienceDirect.

Ученые провели эксперимент, наблюдая, как на оптическую иллюзию реагирует мозг мышей. Части линий на рисунке имеют другой цвет – зеленый лайм – и мозг воспринимает эти линии как часть сплошной формы с четким пределом – в этом случае круг. Замкнутая форма также выглядит ярче, чем окружающие ее линии.

Ранее ученые установили, что такая иллюзия заставляет человеческий мозг ошибочно заполняться и воспринимать вымышленные контуры и яркость, но продолжались дискуссии о том, как реагирует мозг в конкретный момент. Теперь ученые впервые показали, что иллюзия работает на мышах. Это позволило им заглянуть в мозг грызунов и увидеть, что происходит.

В частности, они увеличили часть мозга, называемую зрительной корой. Когда свет попадает на глаза, электрические сигналы посылаются через нервы в зрительную кору. Эта область обрабатывает визуальные данные и посылает их в другие области мозга, позволяя воспринимать окружающий мир.

Зрительная кора состоит из шести слоев нейронов, последовательно пронумерованных V1, V2, V3 и так далее. Каждый уровень отвечает за обработку различных характеристик поражающих глаза, причем нейроны V1 обрабатывают первый и самый основной уровень данных, тогда как другие слои относятся к "высшим визуальным областям". Эти нейроны отвечают за более сложную визуальную обработку, чем нейроны V1.

До этого времени ученые обсуждали, в какой степени нейроны V1 реагируют на иллюзорную яркость, которую люди воспринимают, глядя на иллюзию распространения неонового цвета. В серии лабораторных экспериментов на мышах исследователи показали, что эти нейроны играют фундаментальную роль в этом процессе, и их активность также сдерживается обратной связью от нейронов V2. Таким образом, между этими разными слоями зрительной коры происходит движение вперед и назад.

"Эти знания могут укрепить наше понимание сознания", – прокомментировали исследователи в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Наблюдаемые связи между V1 и V2 при обработке иллюзии указывают на то, что сознание является процессом сверху вниз", в отличие от процесса "снизу вверх", – объясняет соавтор Масатака Ватанабе, доцент кафедры системных инноваций Университета.

Обработка информации "сверху-вниз" объясняет, как наш мозг интерпретирует увиденное, учитывая предыдущий опыт, а не полагаясь исключительно на визуальные раздражители. А обработка "снизу вверх" работает совсем наоборот: разные характеристики изображения соединяются вместе, как кусочки пазла, образуя цельную картину без ввода информации из памяти человека.

"Ранее уже были исследования, свидетельствовавшие о том, что сознание является процессом обработки информации "сверху вниз", но это исследование на мышах предоставляет этому прямые доказательства", – сказал Масатака Ватанабе. Однако ответ не черно-белый, поскольку некоторые ученые утверждают, что сознание, вероятно, возникает в результате смеси обоих.

Какие новые доказательства? В ходе исследования мышам показали комбинацию иллюзий, распространяемых неоновым цветом, и другие, похожие на вид узоры, не вызывавшие иллюзию. Одновременно Ватанабе и его коллеги измеряли активность нейронов в мозгу грызунов с помощью имплантированных электродов. Команда также измерила, видят ли мыши иллюзии яркими, оценив, насколько расширены или сужены зрачки в их глазах. Эта реакция совпадала с наблюдаемой у людей, когда мы воспринимаем изменения уровня освещения.

Нейроны V1 реагируют как на иллюзорные, так и на неиллюзорные изображения, но им нужно больше времени, чтобы ответить на первые. Это подтверждает теорию о том, что нейроны V1 нуждаются в обратной связи от высших зрительных областей для обработки этих типов иллюзий", – сообщила команда ученых.

Затем исследователи попытались экспериментально подавлять активность нейронов высшей области зрения, обнаружив, что нейроны V1 менее склонны реагировать на иллюзии. Это явилось дополнительным доказательством того, что для восприятия иллюзии нужна петля обратной связи более высокого уровня.

По словам Ватанабе, в дальнейшем команда планирует провести дальнейшие исследования, в которых они будут изучать активность нейронов высшей зрительной области мышей. Они надеются, что это прольет больше света на нервные механизмы, лежащие в основе сознания мышей и, соответственно, людей.

Ранее OBOZ.UA рассказывал, что ученые разгадали тайну Антарктиды 2016-2017 годов.

Только проверенная информация у нас в Telegram-канале OBOZ.UA и Viber. Не ведитесь на фейки!