Учёные выяснили, почему мозг всегда «обманывает» нас
Немецкие нейробиологи раскрыли механизм, позволяющий нам видеть мир стабильным, хотя глаза постоянно совершают резкие скачки (так называемые саккады) несколько раз в секунду. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science Advances («Достижения науки»), ключ к разгадке кроется в феномене остаточных изображений.
Команда учёных из Берлинского центра исследований в области науки об интеллекте (Ричард Швайцер, Томас Зель, Йорг Райш и Мартин Рольфс) использовала «послеобразы» — те самые размытые фигуры, которые остаются перед глазами после яркой вспышки, — в качестве экспериментального инструмента.
Как проходил эксперимент
Исследование проводилось в полной темноте. Это позволило изолировать влияние остаточных изображений от внешних зрительных стимулов.
- Участникам показывали яркую вспышку, после которой перед глазами сохранялся послеобраз.
- Затем испытуемые совершали резкие движения глазами (саккады).
- Учёные измеряли, насколько, по ощущениям человека, сместился послеобраз относительно реального движения глаз.
Результаты: мозг ошибается, но предсказуемо
Эксперименты показали, что мозг предсказывает визуальные последствия движений глаз с высокой, но не идеальной точностью. Воспринимаемое смещение остаточного изображения составило около 94% от реального движения глаз. Это небольшое, но систематическое отставание (гипометрия) наблюдалось у всех испытуемых.
По мнению учёных, мозг полагается не на сиюминутную визуальную обратную связь, а на так называемую «эфферентную копию» — внутреннюю копию команды, отправляемую глазным мышцам. Это позволяет ему прогнозировать изменения в картинке ещё до того, как глаз завершит движение.
Почему прогноз не идеален
Небольшая погрешность в прогнозе (отставание в 6%) вероятно обусловлена тем, что в реальной жизни движения глаз часто не дотягивают до цели. Мозг адаптируется к этому, немного «недолетая» в своём предсказании, что делает восприятие более стабильным, чем если бы он ориентировался на точную механику.
Значение открытия
«Послеобразы стали полезным инструментом для изучения того, как мозг поддерживает стабильность восприятия», — отметил ведущий автор исследования Ричард Швайцер.
Полученные данные имеют значение не только для фундаментальной науки, но и для прикладных областей:
- разработка будущих бионических протезов глаза;
- совершенствование систем виртуальной и дополненной реальности (VR/AR);
- робототехника, особенно в системах технического зрения;
- диагностика нарушений движений глаз (например, при неврологических заболеваниях).