Al percibir un movimiento ilusorio al considerar la ilusión óptica de Pinna-Brelstaff, que provoca que los círculos estáticos se muevan en diferentes direcciones al mover la cabeza hacia o alejándose de la imagen, se produce un pequeño retraso (15 milisegundos) en el trabajo de las regiones cerebrales que son responsables de la percepción del movimiento. Esto es por medio de un experimento con macacos, en cuyos cerebros se implantaron electrodos, según han demostrado científicos chinos. Artículo publicado en The Journal of Neuroscience.
Las ilusiones ópticas (si tienes una mala idea de lo que es, puedes hacer nuestro examen de Año Nuevo "¿Pato o conejito?") No se entienden bien en materia del sistema visual. Hace diez años, los científicos demostraron que cuando se ven ilusiones ópticas de movimiento (por ejemplo, la misma ilusión de Pinna-Brelstaff), el movimiento ilusorio observado le parece real al cerebro: la región temporal media está activa en su percepción, que es responsable de procesar el movimiento real.
Al mismo tiempo, todavía no está claro cómo surge exactamente la ilusión de movimiento en una imagen estática. Los científicos chinos decidieron estudiar este tema con más detalle bajo el liderazgo de Junxiang Luo del Instituto de Neurociencias de la Academia de Ciencias de China. Decidieron centrarse en la actividad en dos áreas de la corteza visual: el área temporal medio superior dorsal y el área temporal medio.
En su experimento participaron macacos, en cuya corteza visual se implantaron electrodos. Antes de comenzar el experimento con macacos, los científicos realizaron un estudio con humanos. A nueve voluntarios se les mostraron ilusiones de Pinna-Brelstaff compuestas por manchas de Gabor dispuestas en varios círculos. Dependiendo de la ilusión que los científicos intentaban reproducir, las manchas se ubicaban en círculos con una inclinación de 45 grados a la derecha, 45 grados a la izquierda y rectos, y para facilitar la tarea, los círculos se ensanchaban o se estrechaban. Se tuvo que decir a los participantes cómo se mueven los círculos, dependiendo de si el dibujo se acerca o se aleja. En la tarea inversa, los círculos no eran estáticos, sino que se movían en sentido antihorario y horario: en este caso, los participantes debían notar si veían una expansión o un estrechamiento de los círculos.
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Paradigma experimental e ilusiones utilizadas creadas a partir de manchas de Gabor.
Dependiendo de la inclinación de los puntos de Gabor en la ilusión Pinna-Brelstaff, la dirección del movimiento les pareció diferente a los participantes: por ejemplo, cuando los puntos estaban inclinados hacia la izquierda, los círculos se movían ilusoriamente en el sentido de las agujas del reloj al expandirse y en sentido antihorario cuando se estrechaban (y se observó el patrón opuesto cuando los puntos se inclinaban hacia la derecha). Al mismo tiempo, el movimiento real en sentido antihorario de los puntos creó la ilusión de estrechamiento para los puntos inclinados hacia la izquierda en círculos, y el movimiento en el sentido de las agujas del reloj creó la ilusión de expansión (nuevamente, se observó el patrón opuesto para los puntos inclinados hacia la derecha). Al mismo tiempo, los círculos que consisten en manchas de Gabor directamente orientadas no causan ninguna ilusión de movimiento.
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El patrón de movimiento observado bajo diferente estimulación.
Luego, los científicos realizaron un experimento con la participación de dos macacos, que inicialmente aprendieron a reconocer diferentes direcciones de movimiento en círculos con manchas de Gabor directamente orientadas: para esto, los círculos se torcieron en sentido horario y antihorario, y también se estrecharon y expandieron, luego de lo cual se les pidió que seleccionaran los macacos en la computadora qué movimiento. ellos vieron. Después de un entrenamiento exitoso, los científicos repitieron el experimento realizado en humanos sobre monos, cambiando la velocidad de movimiento y duplicando la velocidad máxima. Los científicos han descubierto que los macacos perciben el movimiento ilusorio de manera similar: el umbral para percibir un estímulo depende de la velocidad de rotación o expansión / contracción.
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Dirección de movimiento observada con diferente dirección de real en macacos.
Después de que los científicos se convencieron de que los macacos ven la ilusión de Pinna-Brelstaff de la misma manera que la ven los humanos, realizaron un estudio final de la actividad de la corteza visual de su cerebro. Los científicos han descubierto que las neuronas en la parte dorsal de la región temporal superior media y la región temporal media se activan por igual tanto al observar un movimiento real como al observar un movimiento ilusorio (tanto en un círculo como en expansión / contracción). Al mismo tiempo, al observar el movimiento ilusorio, las neuronas de la parte dorsal de la circunvolución temporal superior media se activan 15 milisegundos más tarde que al observar el movimiento real.
Inicio de la activación de neuronas en la región temporal media y la parte dorsal de la región temporal superior media al observar el movimiento real (arriba) e ilusorio (abajo).
Ambas partes estudiadas de la corteza visual son responsables de la percepción de un movimiento complejo, por ejemplo, el que se observa cuando los círculos giran a medida que se acercan o se alejan. En este caso, la parte dorsal del área temporal superior media se activa antes, aparentemente delimitando la naturaleza del movimiento observado para su posterior procesamiento por parte de la circunvolución temporal media. Al observar el movimiento ilusorio (el que ocurre en las ilusiones ópticas), las neuronas de esta zona, según los científicos, necesitan un tiempo de procesamiento adicional. Partiendo del hecho de que la percepción del movimiento ilusorio en la ilusión óptica de Pinna-Brelstaff resultó ser similar en macacos y humanos, también se puede suponer que se puede observar un retraso similar en el trabajo de la corteza visual del cerebro humano.
Mientras que los neurocientíficos y cognitivos están estudiando cómo las personas perciben las ilusiones ópticas, los desarrolladores están enseñando redes neuronales para crearlas ellos mismos. Lo hacen, sin embargo, no muy bien.
Elizaveta Ivtushok
