Люди в трезвом уме и с нормальным зрением спокойно отличают движущиеся объекты от статичных. Однако ряд рисунков с оптическими иллюзиями заставляет нас сомневаться в том, какой файл перед нами: изображение или замаскированное под него видео. Если же рисунок распечатан на бумажный носитель, сомневаться мы начинаем в собственном мозге. Существует много теорий, объясняющих эффект оптической лжи. Но до сих пор их было трудно проверить в эксперименте.
Как работают оптические иллюзии, или Почему мы видим движение там, где его нет
Схожая реакция на оптические иллюзии у людей и мух помогла ученым с помощью экспериментов на насекомых понять, как статичные картинки заставляют нас думать, что они движутся, и откуда в мозге появился этот странный механизм.
GettyImages
Нейробиологи из Йельского университета обнаружили, что плодовые мушки дрозофилы ведутся на оптическую провокацию так же, как люди. Насекомые, которые инстинктивно поворачивают тело в сторону любого предполагаемого движения, активно следовали за «движением» на картинках с иллюзией. Исследование активности нейронов в мозге мух в эти моменты, опубликованное в сборнике трудов Национальной академии наук США (PNAS), приоткрыло завесу многолетней тайны, в прямом и переносном смысле кружащей головы многих людей.
Иллюзия Фрейзера-Уилкокса, на которую реагируют и мухи, и люди: узор вращается по часовой стрелке, если немного сместить фокус зрения в сторону от рисунка.
Почему из всего царства животных для экспериментов были выбраны мухи? Дело в том, что ученые давно отметили сходство в обработке изображений у мух и людей. Несмотря на то, что последний общий предок двух видов жил полмиллиарда лет назад, и мухи, и люди развили схожие стратегии визуального восприятия мира. Маленький мозг насекомого при этом позволяет намного легче отследить нейроны зрительной системы, задействованные в визуальном обмане, и сузить круг подозреваемых нейронов у людей.
В эксперименте плодовым мушкам показали изображения с оптическими иллюзиями и сначала проанализировали поведение насекомых. Мухи крутились в том же направлении, куда, по мнению людей, «двигалась» картинка. Затем ученые выделили типы нейронов, которые обнаруживали «движение» на изображениях, и определили паттерн нейронного ответа на обманчивую статичную картинку. Когда найденные нейроны отключили, иллюзия пропала. Выключая нейроны поочередно, исследователи заметили, что насекомые крутятся в противоположную «вращению» на картинке сторону.
В обычных условиях обнаруженные нейроны Т4 и Т5 кодируют расположение и полярность неподвижных краев. Ученые полагают, что оптическая иллюзия возникает из-за небольшого дисбаланса в совместной работе этих нервных клеток.
В мозге человека есть такие же визуальные механизмы. Чтобы подтвердить это, исследователи пригласили 11 добровольцев и провели те же манипуляции с направлением «движения» в оптической иллюзии и ее «отключением». После успешных тестов был сделан вывод о том, что иллюзия движения у мух и людей является попросту артефактом зарождающейся когда-то способности обнаруживать движение в окружающей среде.