Младенцы видят мир нечетким и тусклым — и это может быть не недостаток, а особенность, важная для развития мозга. Новое исследование, проведенное учеными Массачусетского технологического института (США), показало, что такое «низкокачественное» визуальное восприятие играет важную роль в формировании ключевых зрительных путей.
Визуальная информация от сетчатки поступает в мозг по двум главным каналам. Магноклеточный путь — отвечает за восприятие движения, формы и общего расположения объектов. Он работает быстро и обрабатывает малые цветовые сигналы. Парвоклеточный путь — обрабатывает детали, цвета и высокое разрешение.
Ученые предположили, что изначально ограниченное качество зрительного ввода может как раз стимулировать развитие магноклеточного пути, а затем, по мере улучшения зрения, формируется и парвоклеточный.
Исследователи обучили нейросети на двух типах изображений: сначала — размытые и серые, затем — яркие и четкие (так, как видит младенец) или сразу — только качественные цветные изображения. Выяснилось, что только первая группа моделей развила структуру обработки, аналогичную делению магно/парво-путей в мозге. У моделей, обученных только на четких изображениях, такого разделения не возникло.
Это исследование показывает, что начальные ограничения в зрении могут быть необходимы для правильной настройки нейросетей мозга. Такой подход может сделать систему устойчивой к изменениям цвета, размытости и другим искажениям.
Также выяснилось, что модели, обученные «по-младенчески», лучше распознают объекты по форме, а не по текстуре, как это делают люди. При удалении магноклеточных компонентов способность ориентироваться на форму исчезала.
Когда те же модели обучили на видео, а не на статичных изображениях, их магноклеточные «узлы» начали распознавать не только формы, но и высокую временную частоту, что соответствует способности отслеживать движение.
Исследование не отрицает врожденную структуру зрительной системы, но доказывает, что опыт и качество визуальной информации в младенчестве напрямую влияют на развитие мозга. Это может кардинально изменить подходы в нейронауке, обучении ИИ и даже лечении нарушений зрения.
Ранее Наука Mail рассказывала, что у младенцев обнаруживается необыкновенно высокий уровень белка — маркера болезни Альцгеймера.