Нейробиологи рассказали, как макаки воспринимают окружающий мир
Ученые сравнили зрительное восприятие людей и макак с помощью шести экспериментов и оценили, как участники воспринимали объекты, яркость, скрытые фигуры, зеркальные и составные изображения. Результаты показали, что макаки и люди во многом одинаково воспринимают зрительную информацию, но в некоторых ситуациях наблюдались заметные различия.
Для изучения механизмов человеческого зрения исследователи часто используют макак. У двух видов есть сходства в устройстве зрительной системы, чувствительности к контрасту и организации зрительных центров головного мозга. Кроме того, авторы предыдущих исследований выяснили, что мозг людей и макак применяет похожие принципы при обработке информации о визуальных объектах.
Однако это не означает, что люди и макаки одинаково воспринимают все зрительные образы. В предыдущих работах нейробиологи обычно проверяли отдельные особенности зрительного восприятия приматов. Например, изучали, как макаки различают длину линий, воспринимают зеркальные отражения фигур и оценивают количество объектов. Для выполнения таких заданий животным нередко требовалась длительная тренировка. Специалисты предположили, что обучение влияет не только на выполнение конкретной задачи, но и на зрительные представления животных и способы принятия решений.
Поэтому возник вполне закономерный вопрос: если макаки и люди по-разному справляются с одним и тем же зрительным заданием, означает ли это, что они действительно иначе воспринимают изображение, или различия объясняются тем, что они используют разные стратегии восприятия?
Разобраться в этой проблеме попыталась группа индийских нейробиологов под руководством С. П. Аруна (S.P. Arun) из Индийского научного института. Ученые решили проверить несколько особенностей зрительного восприятия приматов в шести экспериментах. Для этого они обучили макак находить отличающееся изображение среди нескольких одинаковых, а затем меняли сами изображения, проверяя разные аспекты восприятия. Такой подход позволил сравнить людей и других животных без необходимости заново обучать макак каждому новому заданию. В экспериментах участвовали 24 человека и три взрослых самца макаки боннет (Macaca radiata).
Арун и его коллеги хотели выяснить, насколько зрение макак похоже на человеческое: какие конкретные особенности человеческого восприятия проявляются у этих обезьян, а какие — нет. Для этого ученые проверили, как люди и макаки различают предметы, замечают разницу в яркости, воспринимают фигуры, частично закрытые другими объектами, и распознают зеркальные изображения. Также было целью узнать, на что участники быстрее обращают внимание: на общую форму предмета или на детали, из которых он состоит.
Главным инструментом исследования стал тест на поиск отличающихся зрительных стимулов — oddball visual search. Участнику показывали на экране четыре изображения: три одинаковых и одно отличающееся. Нужно было найти и коснуться отличающегося.
Перед началом каждого испытания человек или макака касались желтой кнопки, после чего появлялись фигуры. При правильном ответе макака получала порцию сока, а человек — денежную компенсацию за участие в исследовании. Команда оценивала точность ответов и время реакции.
В некоторых экспериментах участники показали одинаковые результаты. Например, обе группы воспринимали одушевленные объекты — птиц, кошек и других животных — как более похожие друг на друга, чем на неодушевленные предметы, например грибы и листья.
Сходство обнаружили и при проверке закона Вебера — психофизического принципа, согласно которому заметность изменения раздражителя зависит от его исходной величины. Ученые показывали людям и макакам четыре круга: три одинаковых по яркости и один чуть ярче. Исследователи меняли яркость кругов и проверяли, насколько легко участники находят отличающийся. Оказалось, на фоне тусклых кругов разницу заметить легче, а на фоне ярких цель приходилось делать еще ярче, чтобы ее находили с такой же точностью.
Еще одно сходство выявили при проверке способности достраивать скрытые части предметов. Это явление называют амодальным восприятием. Оказалось, что макаки, как и люди, способны мысленно достраивать скрытые части предметов и воспринимать их как единое целое.
Однако между двумя видами наблюдались и различия в зрительном восприятии.
Первое различие касалось «зеркальной путаницы». Людям бывает труднее отличить изображение, отраженное слева направо, от исходного, чем перевернутое сверху вниз. Например, дети, которые учатся читать на английском языке, иногда путают латинские буквы b и d.
Одно из возможных объяснений связано с повседневным зрительным опытом. Человек часто видит предметы с разных сторон, поэтому их зеркальные отражения могут казаться похожими. Но перевернутые вверх ногами предметы встречаются в привычной обстановке реже, поэтому такие изображения легче различать. Однако это объяснение остается гипотезой.
В эксперименте люди дольше искали изображения, зеркально отраженные слева направо, чем перевернутые сверху вниз. У макак такой закономерности не обнаружили: они находили оба типа изображений точно и быстро.
Причина такой реакции может быть связана с подвижностью обезьян. Эти животные лазают по ветвям и могут наблюдать окружающие предметы из разных положений, в том числе вниз головой. Возможно, такой опыт влияет на то, как они воспринимают зеркальные изображения.
Второе различие проявилось при поиске составных фигур. Ученые показывали испытуемым крупные фигуры — ромбы, круги и кресты, составленные из множества мелких элементов. Исследователи меняли либо общую форму, либо отдельные элементы, либо оба признака одновременно.
Люди чаще замечали изменение общей формы, чем изменение мелких деталей. Макаки же уделяли больше внимания деталям: лучше замечали изменения элементов, чем самой фигуры. Чтобы выяснить, связано ли это с трудностями восприятия цельного изображения, ученые провели дополнительный эксперимент: они соединили элементы линиями, чтобы общая форма стала заметнее. Однако результат не изменился — макаки по-прежнему лучше отыскивали различия в мелких деталях.
Эксперименты показали, что зрительное восприятие макак во многом сходно с человеческим, но есть и различия. Однако небольшая выборка не позволяет уверенно судить о том, насколько эти результаты характерны для всех макак.
Выводы исследователей представлены на сайте архива препринтов по биологии bioRxiv.org.
Telegram 
Дзен 
VK 
