Мозг координирует внимание и движения глаз, но иногда он ошибается
Почему мозг начинает путаться, если объект изменился
Но еще до того, как наш взгляд будет направлен на объект, наше внимание уже фокусируется на нем. Это позволяет нам сразу воспринимать его более четко — этот феномен называется пресаккадическое внимание.
Однако в новом исследовании, нейробиологи показывают, что это преимущество восприятия теряется, когда объект внезапно меняется, за долю секунды до того, как наш взгляд упадет на него. Это затрудняет нам обработку изменений.
«Наше исследование представляет собой интересный контрапункт многим предыдущим исследованиям, которые предполагали, что пресаккадическое внимание всегда полезно», — объясняет соавтор работы Девараджан Шридхаран.
Ученые попросили добровольцев следить за решетками на экране, не глядя на них напрямую, и сообщать, когда одна из них слегка наклоняется. «Важно, что участники выполняли это задание непосредственно перед движением глаз, в пресаккадическом окне. Таким образом, мы смогли изучить взаимосвязь между пресаккадическим вниманием и обнаружением изменений в зрительной среде», — объясняет соавтор работы Приянка Гупта.
Специальный трекер использовался для отслеживания движений глаз до, во время и после того, как взгляд упал на объект. «К нашему удивлению, участникам оказалось труднее обнаружить изменения в пресаккадическом окне», — добавляет Гупта.
В последующем эксперименте ученые попросили участников наблюдать за двумя решетками, расположенными одна за другой, прямо перед тем, как их глаза начали двигаться. Команда обнаружила, что если ориентация второй решетки внезапно менялась в течение движения глаз, участники путали ориентации решеток, то есть теряли то преимущества, которое дает пресаккадическое внимания.
Мозг готовится воспринимать объект таким, как он его различил, увидев только искоса. Если объект изменился, за то время пока взгляд на него направлялся, изменения могут быть упущены: мозг их не различит, хотя взгляд направлен прямо на объект.
За внимание и движение глаз отвечают разные нейроны
В другом исследовании ученые поставили эксперимент на обезьянах. На этот раз ученые постарались отделить внимание от движений глаз. Их целью было выяснить, что происходит в мозгу, пока происходят эти процессы.
Как и в случае с людьми, обезьяны искоса наблюдали за несколькими решетками на экране компьютера, но не смотрели на них напрямую. Когда одна из решеток слегка отклонялась, обезьяна ее «теряла» вместо того, чтобы сосредоточить на ней более пристальное внимание. Это помогло исследователям отделить собственно внимание обезьяны от направления ее взгляда.
Используя особый вид электрода, ученые записали сигналы от сотен нейронов в разных слоях одной областей мозга обезьяны, так называемой зрительной коры V4. Ученые обнаружили, что нейроны в поверхностных слоях коры генерируют сигналы внимания, а нейроны в более глубоких слоях — сигналы движения глаз.
Причем поверхностные и глубинные нейроны демонстрировали разные модели активности. «Поверхностные нейроны увеличили свою скорость срабатывания, чтобы сигнализировать об объекте, которому необходимо уделить внимание и расставить приоритеты для принятия решений», — говорит соавтор работы Адитья Нараян Чандрасекаран. С другой стороны, глубинные нейроны гасили свой «шум», возможно, чтобы не мешать животному лучше воспринимать объект.
Ученые полагают, что обнаруженные ими сигналы мозга могут указать на причину нарушений внимания. Шридхаран говорит: «Обнаружение таких механизмов жизненно важно для разработки методов лечения таких расстройств, как СДВГ. Исследование может быть полезно для обучения отслеживанию множества объектов в быстро меняющихся условиях — например, в симуляторах вождения или полета».