Ученые рассказали о «бутылочном горлышке» при обработке изображений человеческим мозгом — Naked Science
24.10.2019
София Жаботинская

Ученые рассказали о «бутылочном горлышке» при обработке изображений человеческим мозгом

Новое исследование объяснило, почему мы иногда не видим того, что на самом деле видели.

Примеры изображений, использованных в эксперименте
Примеры изображений, использованных в эксперименте / © Martin, Cox et al., Journal of Vision, 2019

Авторы работы, опубликованной в Journal of Vision, описали явление сбоя визуальной обработки. Оно возникает, если на нейроны, обрабатывающие изображения, начинают поступать все новые и новые визуальные сигналы со слишком большой скоростью. Из-за этого возникает «затор», нейроны не справляются с потоком и некоторые образы начинают «выпадать», не доходя до уровня сознания.

Команда нашла доказательство того, что «узкое место» может возникнуть в нейронах  пути, по которому проходят сигналы от зрительной стимуляции. Этот нейрональный путь начинается в зрительной коре, расположенной в задней части мозга и распространяется вперед, быстро обрабатывая визуальные сигналы до лобной коры. Затем этот путь дает «обратную связь», снова отправляя сигналы обратно в области, в которых проходила первичная обработка. По итогам испытаний, именно при обратной связи возникает сбой. Этот этап нужен, чтобы результат обработки мозгом изображения достиг сознания участников эксперимента, сообщают ученые.

«Предыдущие исследования показали, что люди довольно слабы в отслеживании объектов внимания, которые появляются близко друг к другу во времени, хотя человеческий мозг может обрабатывать до 70 изображений в секунду. Наше исследование показывает конкретное ограничение зрительной системы и объясняет, почему наше сознание не может держаться на этом уровне. Когда кто-то говорит вам, что он не видел чего-то, что происходило в хаотической ситуации, то возможно, он видел, но он не знал, что он это сделал», — поясняет старший автор исследования, нейробиолог Максимилиан Ризенхубер, профессор неврологии в Медицинском центре Джорджтаунского университета.

Авторы провели серию экспериментов. Испытуемым показывали 1200 изображений, разделенных на две группы. Целевая группа изображений показывала животных, а отвлекающая — пейзажи. Участникам предъявляли изображения по 12 картинок в секунду, и им было нужно рассказать, на скольких картинках были изображены животные и назвать этих животных. В серии их могло не быть совсем, или быть одно животное, или два. 

Во второй части экспериментов таких потоков было два, на двух экранах одновременно. В процессе у людей снимали волновую активность мозга с помощью ЭЭГ. Оказалось, что сбой в визуальной обработке происходит, если задняя часть мозга стимулируется вторым изображением до того, как завершается обратная связь и цикл обратной связи, необходимый для успешного осознания первого изображения.

Примеры целевых и отвлекающих изображений, а также активности мозга в ответ на эти изображения / © Martin, Cox et al., Journal of Vision

Исследователи отмечают, что работа показывает существующие ограничения при обработке мозгом визуальных стимулов. Эти данные могут помочь при составлении различных программ обучения, в том числе в областях, требующих принятия решений в сложных условиях.

«В дополнение к введению теории, объясняющей основную причину недостаточной осведомленности, наше исследование также показывает, как избежать «сбоя» нейронального сигнала и повысить осведомленность. Когда мы экспериментально уменьшили помехи между частями прямой связи и обратной связи двух стимулов, мы наблюдали улучшение характеристик обнаружения и категоризации. <…> Такие результаты являются захватывающими, потому что они могут привести к новым методам ускорения когнитивной обработки и обучения у людей», — объясняет ведущий автор исследования, Джейкоб Дж. Мартин.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 11:44
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Вчера, 12:05
Илья Ведмеденко

Короткий ролик показывает модель летательного аппарата неизвестного типа. Некоторые обозреватели полагают, что она имеет отношение к программе NGAD, направленной на разработку истребителя шестого поколения. Ранее стало известно о начале испытаний его демонстратора.

Вчера, 17:26
Мария Азарова

Оманские спелеологи, наконец, спустились на дно загадочного «Адского колодца» на востоке Йемена — бархута, которого избегают многие местные жители, так как уверены, что там живут джинны.

Позавчера, 11:44
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Вчера, 12:05
Илья Ведмеденко

Короткий ролик показывает модель летательного аппарата неизвестного типа. Некоторые обозреватели полагают, что она имеет отношение к программе NGAD, направленной на разработку истребителя шестого поколения. Ранее стало известно о начале испытаний его демонстратора.

21 сентября
Василий Парфенов

Следует признать: амбициозные планы Илона Маска по освоению Марса столкнулись с суровой реальностью американской бюрократии раньше, чем предполагалось. Не успела его компания SpaceX начать тестирование системы из ускорителя Super Heavy и космического корабля Starship, как регуляторные органы высказали свое «фи». Первый орбитальный запуск исполинской ракеты никак не получит соответствующих разрешений, но наконец-то появилась надежда на положительный исход экологической оценки. Правда, космодром в Бока-Чика должен принять кое-какие расширенные меры по защите окружающей среды.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: