Компьютерное зрение

Как мозг «видит» то, чего нет: раскрыта тайна иллюзий

Зрение — это не просто получение информации, а активная работа мозга. Специальные нейроны помогают дорисовывать недостающие контуры и формировать визуальные иллюзии, чтобы восприятие стало более целостным.
Автор Наука Mail
нейроисследование
Нейроны IC-энкодеры дорисовывают объекты и формируют восприятие на основе неполных данныхИсточник: Recraft

Иллюзии заставляют нас видеть то, чего на самом деле нет. На первый взгляд, четыре черные фигурки, похожие на персонажей игры Pac-Man, кажутся обычными объектами. Но наш мозг «дорисовывает» между ними белый квадрат. Новое исследование ученых из Калифорнийского университета в Беркли и Института Аллена, опубликованное в Nature Neuroscience, объяснило, какие нейроны создают этот визуальный обман и как они работают.

Ученые описали особый тип клеток — нейроны IC-энкодера. Они отвечают за процесс, который нейробиологи называют завершением повторяющегося шаблона: мозг получает фрагмент информации и самостоятельно достраивает полную картину. IC-энкодеры получают сигналы из высших визуальных областей мозга и возвращают их в первичную зрительную кору, словно менеджер отдает инструкцию сотруднику начального уровня. В результате мы видим фигуры, которых на самом деле нет.

глаз
Наше зрение работает как компьютерный монитор: нейроны дорисовывают объекты, которых нетИсточник: Freepik

Работу этих клеток исследовали на мышах — для этого демонстрировали им иллюзорные изображения, включая треугольник Канижа. С помощью двухфотонной голографической оптогенетики ученые даже имитировали активность IC-энкодеров без визуального стимула. Мозг реагировал так, как если бы иллюзия действительно находилась перед глазами.

Это помогло объяснить, как формируется наше восприятие и почему оно иногда дает сбой. Нарушения работы зрительной системы связаны с психическими расстройствами, включая шизофрению, где «всплывающие» образы появляются спонтанно. Кроме того, исследование показало, что мозг активно создает реальность: зрение — это не пассивное «считывание» мира, а процесс вычислений, интерпретации и реконструкции информации. Наш мозг превращает сенсорные данные в осмысленную картину, а иллюзии показывают, что эта картина иногда может нас обманывать.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что назван лучший рацион для замедления старения мозга.