н
е
й
р
о
ф
и
3
и
о
л
о
г
и
я

к
о
р
о
т
к
и
е

с
т
а
т
ь
и

 1

 


Ключи к местоположению визуального сознания

ЛАБОРАТОРИЯ ПРОСТРАНСТВ 
galactic.org.ua 

 

ЧЕЛОВЕК 

 


Зрительное восприятие — совокупность процессов построения зрительного образа окружающего мира. Из этих процессов более простые обеспечивают восприятие цвета, которое может сводиться к оценке светлоты, или видимой яркости, цветового тона, или собственно цвета, и насыщенности как показателя отличия цвета от серого равной с ним светлоты. При этом основные механизмы цветового восприятия имеют врожденный характер и реализуются за счет структур, локализованных на уровне подкорковых образований мозга.
Более филогенетически поздними являются механизмы зрительного восприятия пространства, в которых происходит интеграция соответствующей информации о пространстве, полученной также от слуховой, вестибулярной, кожно-мышечной сенсорных систем. Сложными операциями зрительного восприятия является операции восприятия формы, которые и в филогенезе, и онтогенезе формируются достаточно поздно. Основой выступает восприятие пространственных группировок как объединение однотипных элементов, расположенных в достаточно узком зрительном поле.
В пространственном зрении выделяют два основных класса перцептивных операций, обеспечивающих константное восприятие. Одни позволяют оценивать удаленность предметов на основе бинокулярного и монокулярного параллакса движения. Другие позволяют оценить направление. В основном пространственное восприятие обеспечивается врожденными операции, но их окончательное оформление происходит в приобретаемом в течение жизни опыте практических действий с предметами. Пространственное восприятие является основой восприятия движения, которое также осуществляется за счет врожденных механизмов, обеспечивающих детекцию движения.

Вердикт вынесен: мозг- это процессор с последовательной обработкой изображения
18.11.1999. www.eetimes.com
Со времени появления машинного видения в 60-е годы, ведутся дебаты о том, какая организация процессорной обработки лучше: параллельная или последовательная? Исследователи, моделируя визуальные процессы в мозге, наблюдали параллелизм обработки в нейронных структурах, однако оставалось неясным, каким образом представлялась визуальная информация. Группа исследователей University of Iowa сделала смелое заявление, что они окончательно решили вопрос о том, как видит мозг. Теоретически и экспериментально впервые было показано, что мозг человека обрабатывает изображение последовательно, переключая внимание очень быстро от объекта к объекту.
Однако согласно новой теории, многие задачи мозг выполняет параллельно, например координация мышц при беге в парке с одновременным слушанием щебетания птиц. То есть мозг работает как процессор с параллельной обработкой при восприятии информации разного рода. Но когда поступают на обработку задачи, включающие однородную информацию, например восприятие изображения, мозг, очевидно, работает в режиме временного разделения, что означает фокусировку внимания на одном объекте и переключение внимания на другой объект так быстро (за 1/10 сек), что человек не успевает осознать это и ему кажется, что объекты сравниваются одновременно.
Это напоминает компьютер : при одновременной работе миллионов транзисторов которого на функциональном уровне осуществляется последовательный режим, т.е. выполняется одна команда в единицу времени. Таким же образом работает и мозг на функциональном уровне: визуальная информация обрабатывается последовательно при параллельной работе нейронов.

ВИЗУАЛЬНЫЙ ОБРАЗДвенадцать образов внешнего мира
23.07.2001 | Русский Переплет
Глаз - это вовсе не видеокамера, фиксирующая окружающий мир во всех его деталях и передающая целостную зрительную информацию в мозг. То, что мы видим - сумма всего того, что видит глаз. Он воспринимает единый визуальный ряд очень фрагментарно, создавая целый набор различных зрительных репрезентаций, которые затем параллельно - в форме отдельных нервных импульсов - транслируются в нервные центры мозга.
Схематично этот процесс описан уже давно, предпринимались попытки и более подробного его исследования. В частности, проводились эксперименты с лягушками, которых сажали внутрь матового серого цилиндра и заставляли смотреть на различные по форме и структуре геометрические фигуры, фиксируя при этом активность нейронов сетчатки. Доказать, что входящие визуальные сигналы перерабатываются уже самим глазом, удалось вполне. Однако детальный анализ этого процесса долгое время не давал надежных и однозначных результатов. Какое количество компонентов составляют конечный зрительный образ, как они формируются и какими нейронами передаются?
В течение трех лет Франк Верблин (Frank Werblin) и Ботонд Роска (Botond Roska) из университета Калифорнии изучали строение и функции глаза кролика. На его сетчатке расположены более 200 ганглиев (нервных узлов) - скоплений нейронов, передающих зрительную информацию в мозг. Их активность изучалась в ходе многочисленных экспериментов, суть которых была проста: кроликам демонстрировали различные движущиеся и неподвижные объекты, одновременно регистрируя возбуждение ганглиев. В результате выяснилось, что визуальный образ формируется мозгом на основе двенадцати отдельных грубых "набросков", в которых отражены определенные элементы внешнего мира.
Все ганглии делятся на 12 групп, и каждая из них снимает свое "кино", фиксирует свою часть картинки - это может быть движение, или большие структурно однообразные объекты, или границы объектов, и т. п. Затем мозг складывает эти куски окружающей реальности воедино и, вероятно, дополняет их образами, хранящимися в памяти. На основе полученных данных была построена компьютерная модель, симулирующая активность ганглиев и наглядно демонстрирующая, какие именно изображения передаются в мозг.
Формирование этих образов обусловлено структурно, - строгая специализация ганглиев находит непосредственное отражение в строении сетчатки. Она состоит из нескольких слоев. Зрительную информацию воспринимают светочувствительные фоторецепторы (палочки и колбочки). Они передают импульсы слою горизонтальных и биполярных клеток, которые связаны с ганглиями многочисленными нервными отростками. На этом этапе и фильтруется информация. Спутанный клубок аксонов и дендритов - нервных окончаний биполярных клеток и ганглиев соответственно - на деле оказывается четко структурированным. Окрашивая клетки различного типа, ученые установили 12 отдельных уровней, на которых идет передача строго определенных сигналов и где из исходной информации выделяется главное - то, чего мозгу вполне достаточно для реконструкции картинки окружающего мира.
"Слоеное" строение сетчатки - образец для тех ученых, которые заняты созданием искусственных органов зрения. Работа в этом направлении ведется давно. Уже сконструированы специальные компьютерные чипы, которые при должной доработке могут стать основой искусственного глаза. Силиконовая сетчатка, состоящая из нескольких тысяч микроскопических солнечных ячеек, преобразует световые импульсы в электрические. Сейчас ученые пытаются сделать чипы полным аналогом сетчатки млекопитающих. Если удастся разработать ее структурную и функциональную копию, искусственное зрение, качественно ничем не отличающееся от естественного, перестанет казаться такой уж невероятной вещью. Впрочем, пока остается нерешенной еще одна ключевая проблема: никто не придумал способа подключить электронный глаз к нервным центрам мозга...

Ключи к местоположению визуального сознания
11.01.02. Новости науки
Новые исследования того, что люди видят при рассмотрении диссонирующих образов в правом и левом глазах, дало новые важные ключи относительно местоположения зоны мозговой деятельности, лежащей в основе визуального сознания.
Процедура, описанная в журнале Nature, основывается на явлении называемом бинокулярной конкуренцией, впервые описанной в 1838 году Сэром Чарльзом Веацтоном (Charles Wheatstone), изобретателем стереоскопа и алфавитного телеграфа. Используя изобретенное им устройство, Веацтон обнаружил, что при наблюдении несходных изображений в каждом глазу, люди видят сначала один образ, а затем другой, при непредсказуемом чередовании этих двух картинок.
С тех пор как это рассогласование в бинокулярном зрении было открыто, оно было предметом научного интереса, потому что в нем происходит переключение визуального сознания без сознательного контроля. На это раз Рандолф Блак, профессор психологии из Вандербильт, Хью Р. Вилсон, математик от Йоркского Университета в Торонто, и аспирант Вандербильта Санг-Хан Ли, изобрели новый тест.
В нормальном бинокулярном зрении, сенсорная информация от двух глаз объединена в единое целое, трехмерное визуальное впечатление. Способность соединять два двухмерных изображения в трехмерное, является оборотной стороной бинокулярной конкуренции. Иногда люди могут страдают от бинокулярной конкуренции из-за несогласованности глаз. Они обычно справляются с этим состоянием двумя путями - или полагаются на видение одним глазом, или используют разные глаза для различных целей, например для видения на ближних и дальних дистанциях.
Какие нейроны ответственны за этот эффект - спорный вопрос для науки. Визуальная информация от глаз направляется к задней части мозга, в область называемую первичным зрительным центром. Оттуда она проходит обработку в сложной иерархии, проходящей через темпоральную, париетальную и фронтальную доли мозга. Некоторые исследователи зрения утверждают, что бинокулярная конкуренция должна регулироваться на низком уровне иерархии визуальных процессов мозга, в то время как другие считают, что она происходит на более высоких уровнях. Результаты нового исследования делают более весомым тот аргумент, что данный эффект происходит на низком уровне зрительного центра.
Процедура, которую Блэйк и его коллеги придумали, позволила им измерить время, в течение которого происходит замена одного монокулярного изображения на другое. Используя пары различных рисунков (трафаретов) внутри одноразмерных колец, они определили, что один рисунок не одномоментно заменяется другим. Вместо этого, «сдерживаемый» рисунок прорывается в определенном месте и затем распространяется волнообразно, пока полностью не заменит другой рисунок. Исследователи нашли способ вызвать изменение в определенном месте на кольце и затем измерить время, которое требуется волне изменения, чтобы достигнуть заданной точки на дне кольца.
Тот факт, что переход между двумя изображениями распространяется постепенно, является признаком того, что бинокулярная конкуренция происходит на более низком уровне. Если бы обработка производилась на более высоком уровне, следовало бы ожидать, что замена будет мгновенной.
Кроме того, на первичный зрительный центр указывает то, что распространение зоны перехода замедляется пропорционально размерам кольцевого ободка. Эти соотношения согласуются с видом взаимосоединения глаз и зрительного центра мозга.
В центральной ямке (желтом пятне), области сетчатки посередине глаза, плотность нервных связей намного выше, чем на периферии. В результате, сигнал, проходя некоторое расстояние в центральной ямке, стимулирует большее количество нервов чем сигнал, проходящий то же самое расстояние на периферии. В тестах люди смотрят в центр кольца. Когда диаметр колец увеличивается, стимулируются нервы, далее расположенные на периферии сетчатки. Поэтому, если изменение изображений имеет место в зрительном центре головного мозга, сигнал, проходящий полпути вокруг маленького кольца должен пройти через большее число нейронов, чем сигнал, проходящий полпути вокруг большого кольца. Время, требуемое для распространения сигнала от нейрона к нейрону, постоянно. Так что есть определенный смысл в том, что сигнал, идущий через меньшее количество нейронов, будет проходить быстрее нежели тот, который должен пройти через большее их число.
Наконец еще один результат, подразумевающий первичный визуальный центр - это наблюдение, что «сдерживаемый» рисунок, состоящий из концентрических колец, распространяется быстрее, чем радиальный. Предыдущие исследования показали, что первичный визуальный центр головного мозга соединен таким образом, чтобы различать непрерывные линии и кривые. С точки зрения эволюции это вполне оправдано, поскольку большая часть нашего видимого окружения состоит из непрерывных особенностей. Так что наблюдение, что изменение между двумя рисунками происходит быстрее, когда «сдерживаемый» рисунок состоит из непрерывных, концентрических линий, чем из прерывистых, радиальных линий также согласуется с происхождением первичного зрительного центра головного мозга.
В прошлом десятилетии, когнитивная психология объединила силы с неврологией, чтобы разобраться в природе сознания. Новые результаты - важный шаг в процессе обнаружения того, какие нейронные процессы имеют место в мышлении, а какие нет.

Визуальные способностиШутки бессознательного
27.02.2002.  SciTecLibrary
Австралийские нейрофизиологи работают над разгадкой причин необычного состояния мозга, по которым некоторые люди не в состоянии распознавать собственные отражения в зеркале, наблюдая совершенно другие картины, других людей или вообще не видят никого в зеркале. Оказалось, что эти отклонения никак не связаны с психологией человека, а вызваны нарушениями в определенных отделах коры головного мозга.
Исследование проводилось под руководством доктора Норы Брин из Центра Когнитивистики Университета Макквари. "До настоящего времени, такого рода видения у людей расценивались как галлюцинации на психиатрическом уровне, без каких бы то ни было неврологических причин", сказала доктор Брин, работающая совместно с нейрофизиологами профессором Максом Колтардтом и доктором Дианой Каин. На основе двух социологических исследований ученые сделали вывод, что имеются два главных фактора, способствующие возникновению таких видений.
Наше восприятие и рассуждение включаются, в момент обработки визуальной информации, но различные типы повреждений перцептивных (относящихся к восприятию) участков мозга могут приводить к таким галлюцинациям, которые могут вызвать видения в зеркалах и призраков (чертиков) наяву.
Второе социологическое исследование, проведенное учеными, выявило другой фактор, ответственный за эту проблему. Некий Том, которого приводят в пример исследователи, был не способен распознавать себя в зеркале. "В истории его болезни имелись странные явления, подобные тем, что были у Фреда, так что я вначале подумала, что они должны иметь одну и туже причину", сказала доктор Брин. В то время как Том не мог распознавать себя в зеркале, он не имел никаких проблем с распознаванием других знакомых лиц и мог сообщить, кто был ему знаком, а кто не был. Том, как оказалось, имел другое перцептивное нарушение мозга. В то время как он мог воспринимать визуальную картину в зеркале на уровне ума, он не мог ее интегрировать с физическим миром. Иными словами, он понимал, что что-то видит в зеркале, но на уровне мозга не мог сопоставить видимое изображение со своим собственным телом в реальном пространстве, поэтому и не видел свое отражение в зеркале.
Дело в том, что наше восприятие окружающего мира основано на том, что полученные визуальные изображения проходят обработку в мозгу путем их сравнения по форме и цвету с чем-то знакомым или аналогичным из окружающего мира. Только после этой обработки, мы ассоциируем то, что увидели. Этот процесс достаточно быстр и занимает ничтожные доли секунды. В мозгу Тома не работал процесс сравнения тех визуальных изображений, что он видел в зеркале. Зеркальные изображения – это трехмерное отражение нашего пространства, а фотографии – двумерное. То есть, у Тома были проблемы с зеркальным сопоставлением трехмерных картин из нашего пространства. У Фреда же нарушения были более значительными и касались проблем с восприятием любых визуальных изображений – двумерных, трехмерных реальных и трехмерных зеркальных. "Очевидно, он также имел трудность рассуждений на уровне восприятия."
Один тип перцептивного нарушения заключался в неспособности распознавания лиц, а другой – в потере способности пространственного ориентирования в отношении с зеркалами. Оба типа нарушений вызывали отказ работы процессов рассуждений на уровне деятельности мозга. "Я предсказываю, что мы найдем проблему данной патологии в правом полушарии мозга, которое ответственно за решение перцептивных задач и за распознавание лиц", сказала Брин. "А также, в лобной доле, которая является ответственной за процессы рассуждений."
Исследование доктора Брин было опубликовано в журналах Neurocase и Mind and Language.
----------
В искусстве индийской медитации присутствует техника, которая позволяет искусственно достичь таких состояний галлюцинаций, которые наблюдаются в зеркале людьми с патологиями мозга. Такое состояние индийские йоги считают “встречей с бессознательным”. Техника входа в это состояние заключается в том, чтобы сконцентрировать свое восприятие на одной картине – отражении в зеркале. Путем долгих тренировок йогам удается сидеть подолгу (более 40 минут) не моргая глазами и смотря на свое отражение в зеркале.
Наблюдаемые картины собственного отражения постепенно начинают меняться, как описывают они это состояние. Наблюдаются разные лица (маски), иногда совсем чужие, но все они, как считают мастера этой техники, принадлежат хозяину. При доведении этой техники до совершенства, мастеру удается достичь такого состояния, при котором удается вообще ничего не увидеть в зеркале (никакого отражения). Подобное состояние у них считается “осознанием собственной сущности”. Если сопоставить эту технику медитации с исследованиями, проведенными Брин, можно быстрее выявить зоны мозга, которые подвергаются нарушениям. Для этого нужно отследить изменения мозговой активности мастера медитации, когда он осуществляет технику глядения в зеркало и выявить области мозга, которые прекратят активность, при достижении йогом состояния “осознания собственной сущности”.

Открытия 2002 года: рецепторы сетчатки
28.12.2002.  www.pereplet.ru
В этом году ученым удалось определить, каким образом происходит перенастройка внутренних часов организма, которые регулируют наше поведение и физиологию. Поиск клеток-фоторецепторов вели в течение многих лет. Было известно, что они должны находиться в глазном яблоке. Однако было показано, что два известных типа фоточувствительных клеток - палочки и колбочки не связаны с внутренними часами.
Прошлой зимой 5 независимых исследовательских групп обнаружили новый класс светочувствительных клеток в сетчатке глаза млекопитающих, которые непосредственно связаны с функционированием внутренних часов.
Вначале ученым удалось обнаружить пигмент меланопсин в глазном яблоке крыс. Клетки, содержащие меланопсин, могут передавать информацию непосредственно в мозг, где происходит перенастройка часов.
В последнем номере журнала Science вышла статья о том, что у мышей, лишенных меланопсина, нарушена регуляция внутренних часов в ответ на свет, что подтверждает гипотезу о том, что этот пигмент участвует в приеме и передаче сигнала о наличии света.

В астрал можно выйти без всякой йоги - достаточно пары электродов
18.10.2004. ПРАВДА.Ру
Выйти из тела и прогуляться по астралу можно без долгих лет шаманской или йоговской тренировки. Достаточно стимуляции определенных участков мозга с помощью обыкновенных медицинских электродов. Такой эффект случайно обнаружил невролог Олаф Бланке из больницы при Университете Женевы во время лечения женщины, страдающей эпилепсией.
- На начальном этапе стимуляции, - рассказал доктор журналу «Нейчер», - пациентке казалось, что она падает с большой высоты. А когда амплитуда тока возросла, женщина сообщила: «Я сперва увидела себя сверху, лежащей на кровати, а потом меня охватило чувство легкости, и стало чудиться, будто я парю под самым потолком». По мнению врача, подобные ощущения вызываются нарушением баланса между деятельностью клеток мозга, отвечающих за визуальное восприятие, и теми, которые обеспечивают ориентацию в пространстве.
Nature News Service сообщает, что при очень легкой стимуляции мозга электрическим током пациентке казалось, что она падает вниз, "тонет" в постели, становясь при этом все легче и легче. Когда интенсивность тока увеличили, она сказала врачам, что видит себя внизу, лежащей на кровати, но хорошо видны только ноги и нижняя часть туловища.
В тот момент, когда через электроды проходил ток, ей показалось, что ноги стали короче. Когда же больная их согнула, возникло ощущение, что они быстро двигаются в направлении ее лица, и это заставило ее сделать попытку избежать "столкновения".
Однако отстраненное наблюдение за собственным телом - явление кратковременное. Оно быстро исчезает, если человек пытается пристально рассмотреть иллюзорное тело или отдельную его часть.

ВИЗУАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯСмех может изменить визуальное восприятие человека
03.02.2005.  www.membrana.ru
Профессор Джек Петтигрю (Jack Pettigrew) из университета Квинсленда (University of Queensland) обнаружил, что смех затрагивает визуальное восприятие и буквально изменяет наше видение окружающего мира.
По словам учёного, каждый глаз посылает изображение разным полушариям мозга. При этом мозг регулярно, но незаметно переключает внимание между двумя конкурирующими изображениями — это явление получило название "бинокулярная конкуренция". Особенно это хорошо заметно на примере оптических обманов, вроде куба Некера (Necker cube) — переключение восприятия позволяет нам видеть куб будто бы с разных углов поочерёдно.
Но Петтигрю заметил, что когда человек смеётся, бинокулярная конкуренция пропадает, и он видит все изображения вместе — иллюзия исчезает. "Можете быть уверены, что в этот момент вы видите обоими полушариями одновременно", — объясняет австралийский учёный.
О том, что смех изменяет восприятие, профессор узнал совершенно случайно, когда доброволец отметил этот факт во время одного из экспериментов.
"Он заметил, что его смех, вызванный одной из моих шуток, был связан с внезапным прекращением бинокулярной конкуренции, — рассказывает Петтигрю, который подтвердил собственный вывод на себе и 14 добровольцах.
— Чувство радости, которое предшествует физической 5-герцевой вибрации смеха, может привести к прекращению конкуренции. Это указывает, что эффект наиболее вероятно является результатом изменения психического состояния, а не физического колебания".
Профессор предлагает любому желающему проверить свою гипотезу: вы можете показать другу головоломку, рассмешить его и предсказать изменение визуального восприятия.

Визуальные способности с возрастом могут улучшаться
07.02.2005.  www.membrana.ru
Патрик Беннетт (Patrick Bennett) и его коллеги из университета Макмастера (McMaster University) к своему удивлению обнаружили, что визуальное восприятие движения с возрастом улучшается, поэтому пожилые люди могут при выполнении некоторых "наблюдательных" задач опережать молодёжь.
При обработке визуальных сигналов в человеческом мозге некоторые клетки подавляют деятельность друг друга
. Это позволяет нам сосредоточиться на самом важном, игнорируя второстепенные детали.
Но, похоже, что с возрастом эти "запрещающие взаимодействия" ослабляются, и люди могут с большей лёгкостью могут наблюдать за одновременным и разносторонним движением объектов.
Проще говоря, пожилые люди, когда смотрят футбол, следят за происходящим внимательнее, чем юные зрители.
Чтобы выяснить это, Беннетт привлёк две группы добровольцев — от 18 до 31 года, 60 лет и старше. Во время экспериментов им предлагалось следить за движением по экрану вертикальных чёрных и белых полос. Задача была — определить, в каком направлении движутся те или иные полоски.
Предыдущие исследования показали, что с увеличением количества полос в поле зрения молодым людям становится всё труднее идентифицировать их движения.
Учёные думают, что это происходит из-за активизации "запрещающих механизмов" в мозге — он начинает игнорировать эти однообразные формы.
Так вот, представители старшего поколения определили направление движения полосок в пределах 70 миллисекунд, тогда как молодым волонтёрам понадобилось минимум 100 миллисекунд.
"Это весьма неожиданный результат, потому что для решения очень и очень многих задач людям в возрасте требуется большее количество времени. А это — исключение из правил", — сообщил Беннетт, добавив, что теперь вместе с коллегами намерен точно определить, где и как именно "запрещающие механизмы" действуют в мозге.

оглавление   2    3 
 

   

- человек - концепция - общество - кибернетика - философия - физика - непознанное
главная - концепция - история - обучение - объявления - пресса - библиотека - вернисаж - словари
китай клуб - клуб бронникова - интерактив лаборатория - адвокат клуб - рассылка - форум