Ученые рассказали о «бутылочном горлышке» при обработке изображений человеческим мозгом — Naked Science
6 минут
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.
Вчера, 15:52
5 минут
Ольга Иванова

Американские ученые проанализировали опыт жизни в изоляции населения Рапа-Нуи, чтобы выяснить, с какими проблемами могут столкнуться первые переселенцы на Марс и как эффективнее решить подобные вопросы.

Вчера, 11:36
3 минуты
Ольга Иванова

Причем древние породы оказались менее чувствительны к отношениям с владельцем, чем молодые.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: