Vidění

Naše oči neustále tryskají, takže jak to, že naše vize není rozmazaná? | Věda

Obrázek výše, Nedělní odpoledne na ostrově La Grande Jatte, namaloval v roce 1884 francouzský umělec Georges Seurat. Černé čáry, které ji protínají, nejsou dílem batolete, které způsobuje zmatek permanentním značkovačem, ale neurologem Robertem Wurtzem z Národního institutu pro oči ve Spojených státech. Před deseti lety požádal kolegu, aby se na obraz podíval, když nosil kontaktní čočku podobnou chytrosti, která zaznamenávala pohyby očí kolegy. Ty pak byly přeloženy do graffiti, které zde vidíte.

Milovníci umění se mohou krčit, přesto je pravděpodobné, že by Seurata toto rozšíření jeho práce zaujalo. Hnutí, které Seurat zahájilo tímto obrazem - neoimpresionismem - čerpalo inspiraci z vědeckého studia toho, jak funguje naše vize. Obzvláště vlivný byl průkopnický výzkum Hermanna von Helmholtze, německého lékaře, fyzika a filozofa a autora klíčové knihy z roku 1867, Příručka fyziologické optiky, na cestě vnímáme hloubku, barvu a pohyb.



Jednou z otázek, která zaměstnávala Helmholtze a pravděpodobně i Seurata, je to, proč nevnímáme neustálé pohyby očí, které děláme při skenování našeho okolí (nebo jejich malované znázornění). Vezměte v úvahu, že výše uvedené čáry byly nakresleny za pouhé tři minuty. Pokud bychom viděli všechny ty pohyby, jak jsme je udělali, náš pohled na svět by byl rozmazáním neustálého pohybu. Jak vysvětlují Wurtz a jeho italští kolegové Paola Binda a Maria Concetta Morrone dva článků v Roční přehled Vision Science , víme toho hodně o tom, proč se tak nestane - a ještě se musíme učit.



Oční podlitiny

Krátký film oka vytvářejícího sakády, zobrazený zpomaleně.(Víkendová cesta přes Giphy)

Počínaje základy: Jediné, co můžeme kdy doufat, že uvidíme, jsou ty, které vysílají nebo odrážejí světlo k našim očím, kde by to mohlo skončit zasažením sítnice, vrstvou nervové tkáně, která pokrývá zadní dvě třetiny vnitřního oka . Tam je komplexní obraz všeho, na co se díváme, nejprve převeden na aktivitu jednotlivých fotocitlivých buněk citlivých na světlo. Tento vzor se poté přenáší na různé neurony v sítnici, které konkrétně reagují na určité barvy, tvary, orientace, pohyby nebo kontrasty. Signály, které produkují, jsou odeslány do mozku optickým nervem, kde jsou interpretovány a spojeny dohromady v progresi specializovaných oblastí ve zrakové kůře.



Přenášet všechny informace, které se dostanou na naši sítnici v rozlišení, na které jsme zvyklí, by vyžadovalo optický nerv zhruba s průměrem kmene slona. Protože by to bylo dost nepraktické, poskytuje tento druh rozlišení pouze jedna malá oblast sítnice - zvaná fovea. Abychom všem zajímavým rysům našeho prostředí poskytli jejich okamžik ve foveálním reflektoru, pohybujeme očima kolem - hodně - v šipkách, které vědci nazývají saccade . (Francouzsky pro trhance, slovo vytvořil v roce 1879 francouzský oftalmolog Émile Javal.) Saccade se řídí tím, na co dáváme pozor, i když o nich často blaženě nevíme.

Válka světů původní vysílání
Oční diagram

Tento obrázek, který ukazuje základní strukturu oka, ukazuje, kde se nachází fovea - kde se obrázky vykreslují ve vysokém rozlišení. Oční trhnutí známé jako sakády umožňují, aby se různé části scény dostaly do zorného pole fovey.(Cancer Research UK / Wikimedia Commons / Knowable Magazine)

Existuje celá řada důvodů, proč tato hnutí nemění náš pohled na svět v rozostření pohybu. Jedním z nich je, že ty nejzřetelnější věci v našem zorném poli nás mohou oslepit před jinými podněty, které jsou prchavé a slabé: Objekty, které jsou v dobrém dohledu, když se naše oči nepohybují, budou pravděpodobně působit živěji než rozostření mezi. Vědci tento jev označují jako vizuální maskování a předpokládá se, že je velmi běžný v reálných situacích, kdy se toho děje současně.



Pokud vědci provedou experimenty způsobem, který se vyhne tomuto vizuálnímu maskování, odhalí to náš mozek umět vnímat méně nápadné věci. Toho lze dosáhnout, vysvětluje Morrone, tím, že lidem neukazuje nic jiného než velmi slabé a krátkodobé vizuální podněty na jinak prázdném pozadí. Za těchto podmínek se mohou stát překvapivé věci. Když vědci vytvářejí pohyb velmi podobný tomu, co bychom měli normálně vnímat, když vytváříme sakádu, rychlým pohybem zrcadla před očima lidí, tito lidé hlásí, že vidí pohyb - a často to považují za docela znepokojivé. Jelikož si nevšimneme našich neustálých sakád, naznačuje to, že mozek specificky potlačuje signály, které se dostanou do naší sítnice, zatímco probíhá sakadický pohyb očí. A skutečně, experimenty ukázaly, že pokud se něco objeví v průběhu vášeň, může nám to úplně uniknout.

jaké zvíře má nejdelší penis

Potlačení však dostatečně nevysvětluje, proč je obraz v naší mysli tak stabilní. Pokud bychom měli vidět své okolí z jednoho úhlu, pak nevidět nic, a pak najednou vidět z jiného úhlu, bylo by to stále znepokojující. Místo toho, jak ukázali Wurtz a další, dochází k jakémukoli přemapování ještě předtím, než pohneme očima. V experimentech s makaky, kteří byli trénováni na předvídatelné saccade, mozkové buňky, které přijímají signály z jednoho konkrétního místa v sítnici, přešly z reakce na věci, které jsou v současné době v dohledu, na věci, které by se objevily až po saccade. A to se stalo předtím, než opice pohnuly očima. Wurtz si tak myslí, že současný obraz je postupně nahrazován obrazem budoucím.

Jak tedy tyto mozkové buňky předem vědí, že je na cestě saccade? Vědci se mnoho let domnívali, že by to vyžadovalo, aby přijímali další signál z oblasti mozku, který dává příkaz k pohybu očí. A ukázali, že k takovým signálům skutečně dochází, když dorazí do oblastí mozku zapojených do koordinace toho, co vidíme a kam se podíváme dále. Wurtz a další se domnívají, že tento druh signálu pobízí mozkové buňky, aby začaly reagovat na věci, které jejich část sítnice uvidí až po posvátnosti.

Seurat Eyes

Georges Seurat se spolu s dalšími umělci své doby zajímal o fungování lidského vizuálního vnímání.(Wikimedia Commons / Public Domain / Gif by Knowable)

Je pravděpodobné, že to všechno bude u lidí fungovat téměř úplně stejně jako u opic. Ale pokud se zeptáte lidí, co vidí těsně před svatou, jako Morrone a Binda , nehlásí postupné nahrazování jednoho obrázku jiným, než se jim pohne očima. Místo toho se vše, co se zobrazí během období 100 milisekund těsně před sakádou, stane viditelným až po skončení sakády. Výsledkem tohoto zpoždění je, že podněty objevující se v různých časech v tomto krátkém období před Saccade mohou být všechny vnímány současně - 50 milisekund po jejím skončení.

A pokud jsou tyto podněty dostatečně podobné, mohly by být vnímány jako sloučené do jedné věci, i když byly zobrazeny v mírně odlišných dobách nebo místech před pohyby očí. Binda a Morrone nazývají toto časové okno těsně před saccade obdobím zmatku. Věci, které vidíme, mohou být doslova spojeny - spojeny dohromady - naší vizí a poté běžněji zmateny - zaměněny za sebe - v našich myslích.

V reálném životě by tato fúze podobných prvků napříč prostorem a časem během sakád mohla skutečně pomoci zabránit zmatek, protože kontinuita nám pomáhá pochopit, že věci, které jsme viděli před a po svátku, jsou stejné, i když se pohnuly nebo se posunulo světlo. Ačkoli se mechanismus může zdát nedbalý, Binda a Morrone věří, že tato nedbalost obvykle funguje v náš prospěch.

Podobný druh žádoucí nepřesnosti by mohl být to, co nám umožní užívat si především Seuratův obraz. Místo snad přesnějšího vnímání barevných sbírek odlišných teček se vynoří krásné nedělní odpoledne. Klobouk dolů před tím - nebo, jak by řekli Francouzi: Chapeau!

Poznatelný Známý časopis je nezávislá novinářská práce z výročních recenzí.


^