Каждый человек получает информацию из окружающего мира при помощи органов чувств. Непрерывный поток звуков, запахов и ощущений поступает в мозг в виде сигналов. Там они обрабатываются, и в результате у человека формируется индивидуальное представление о мире.
Но иногда наши собственные ощущения могут нас обманывать, порождая перцептивные иллюзии. Исследователи уже давно изучают такие «трюки сознания» и, чтобы лучше понять их природу, учатся создавать иллюзии сами.
Новую работу в этой области представила команда учёных из Калифорнийского технологического института. Они разработали две иллюзии, которые показывают, как различные ощущения могут влиять друг на друга, в частности, как звук может порождать визуальные обманы.
Исследователи отмечают, что эти иллюзии возникают молниеносно и иллюстрируют феномен под названием постдикция (postdiction), когда стимул воздействует на наше восприятие события, произошедшего ранее, ретроактивно, то есть постфактум.
«Иллюзии – действительно интересное окно в мозг. Исследуя их, мы можем изучать процесс принятия решений. Например, как мозг определяет реальность на основе информации из множества чувств, которые временами шумны и противоречивы? Мозг использует предположения об окружающей среде для решения этой проблемы. Когда эти предположения оказываются неправильными, могут возникать иллюзии», — поясняет один из ведущих авторов работы Ноэль Стайлз (Noelle Stiles).
В более ранних исследованиях изучалось влияние на мозг одних и тех же стимулов, теперь же специалисты решили рассмотреть воздействие различных ощущений.
Они выбрали акустические и визуальные стимулы, которые воспринимаются мозгом менее чем за 200 миллисекунд (одна пятая часть секунды). При этом мозг, пытаясь справиться со шквалом новой информации, объединяет полученные ощущения и, для того чтобы превратить их в полученный опыт, использует постдикцию.
Первый тест, разработанный учёными, называется «Иллюзорный Кролик» (Illusory Rabbit). Суть заключается в следующем: человек слышит три звуковых сигнала с промежутком в 58 миллисекунд. При этом он смотрит на экран, где в момент первого и третьего сигнала возникают вспышки: первая в левой части дисплея, вторая – в правой.
Эксперименты показывают, что большинство людей во время второго звукового сигнала, который не сопровождается вспышкой, всё равно видят таковую в центре экрана.
Именно тот факт, что иллюзорная вспышка появляется между левой и правой, свидетельствует о том, что мозг, во-первых, обрабатывает визуальную и акустическую информацию одновременно и комбинаторно, а во-вторых, использует подстдикцию. В данном случае он помещает вспышку в самое логичное место, полагая, что во второй паре «звук-вспышка» последняя была пропущена, поясняет Стайлз.
Вторая иллюзия, описанная командой Калтеха, называется «Невидимый Кролик» (Invisible Rabbit) и также связана с визуальными и акустическими сигналами. По сути, это «Иллюзорный Кролик» наоборот.
На экране последовательно возникает три вспышки – слева, посередине и справа. Но лишь первая и третья сопровождаются звуковым сигналом. И в этом случае мозг игнорирует вторую вспышку, хотя на самом деле человек не может её не увидеть.
Оба этих эксперимента показывают, что акустические стимулы могут порождать визуальные иллюзии, а наш мозг синтезирует полученные ощущения, создавая, соответственно, иллюзорное восприятие, заключают специалисты.
«Значение этого исследования двоякое. Во-первых, оно определяет постдикцию как ключевой процесс обработки восприятия как для одного чувства, так и для множества. Может звучать загадочно, но это не так. Нужно учитывать, сколько времени требуется мозгу для обработки более ранних визуальных стимулов. За это время последующие стимулы с другим смыслом могут изменять первые.
Второе значение заключается в том, что эти иллюзии относятся к очень редким случаям, когда слух влияет на зрение, а не наоборот, что указывает на динамические аспекты нейронной обработки, происходящие в пространстве и времени», — подводит итоги работы один из её ведущих авторов Синсукэ Симодзё (Shinsuke Shimojo).
По его мнению, в будущем такого рода исследования помогут больше узнать о работе мозга и природе некоторых патологий, а также пригодятся в разработке новых сенсорных интерфейсов и других устройств для людей с нарушениями зрения.
Кстати, тест «Иллюзорный Кролик» любой желающий может пройти самостоятельно. Видео- и аудиоряд представлены ниже.
Научная статья по итогам увлекательного исследования была опубликована в журнале PLOS One.
Автор: Юлия Воробьёва