У мух и людей восприятие оптических иллюзий оказалось одинаковым

Нейрофизиологи выяснили, что мухи-дрозофилы и люди одинаково воспринимают оптические иллюзии. Кроме того, ученые выяснили механизм возникновения подобных обманов зрения: они могут быть связаны с нейронами, которые помогают насекомым и людям распознавать движущиеся объекты. Результаты работы опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Иллюзию движения на статических картинках мухи воспринимают абсолютно так же, как это делаем мы. Последний общий предок людей и мух жил почти полмиллиарда лет назад, но оба вида выработали похожую стратегию распознавания движения. Если мы поймем, как они работают, то сможем узнать секреты устройства зрения человека", – рассказал один из авторов исследования, доцент Йельского университета (США) Деймон Кларк.

За последние десять лет биологи нашли множество свидетельств того, что те звуки и изображения, которые мы слышим или видим – это не объективное отражение реальности. Органы чувств и мозг человека активно "редактируют" картину мира, дополняя ее или удаляя ненужные элементы. К примеру, недавно ученые обнаружили, что люди не слышат биение своего собственного сердца, поскольку мозг отфильтровывает сигнал, который попадает в звуковую кору из ушей.

Аналогичным образом нервная система человека при ходьбе и беге стабилизирует картинку, несмотря на то, что положение глаз и давление внутри них постоянно меняется во время движения. Есть и пример обратного явления: вдохи и выдохи существенным образом влияют на процесс принятия решений и свободу воли человека, однако сам индивид этого не осознает.

Кларк отмечает, что платой за эту "дополненную реальность" становится то, что подобные приемы по очистке и улучшению качества воспринимаемой картинки или звука достаточно часто порождают иллюзии или не позволяют человеку корректно распознать объект, с которым он имеет дело. Примером такой иллюзии может послужить опубликованный в 2015 году снимок платья, которое одним пользователям казалось сине-черным, а другим – бело-золотым.

В последние годы ученые начали активно исследовать, насколько эта особенность работы зрения характерна для других представителей фауны. Есть множество свидетельств того, что животные часто используются иллюзии, чтобы отпугивать хищников и паразитов, а также привлекать внимание особей противоположного пола. Однако пока нейрофизиологи и зоологи не знают, как именно они работают.

Игра света и тени

Кларк и его коллеги выяснили, как появляется одна из самых распространенных иллюзий подобного рода, которую вызывают статические объекты, покрытые градиентной заливкой. Опыты показывают, что люди и млекопитающие считают, будто покрытый таким узором объект движется – при том, что на самом деле этого не происходит.

Нейрофизиологи пока не могут объяснить, как возникает эта иллюзия. Одни называют причиной то, что мозг людей и животных обрабатывает светлые и темные участки изображения с разной скоростью. Другие предполагают, что мозг путает градиенты с быстрыми передвижениями глаз и пытается "удалить" их с картинки, что и вызывает фантомное движение.

Йельские нейрофизиологи выяснили, что первая теория была ближе к истине. Для этого ученые наблюдали за мушками-дрозофилами. Ученые избирательно отключали у насекомых некоторые нейроны в центрах зрения, которые предположительно задействованы в распознавании движений.

Для этих экспериментов ученые сажали дрозофил в специальную миниатюрную "клетку" и наблюдали за тем, как менялось их поведение при отключении того или иного набора нервных клеток. Параллельно ученые проверяли, как такие же иллюзии влияют на людей, спрашивая их о том, в какую сторону "двигалась" комната и что они ощущали.

Благодаря этому ученые выделили две группы нервных клеток, T4 и T5. Первая из них распознает движения светлых участков на изображении, а вторая – темных. Отключая одну из них, исследователи заставляли мушек считать, что иллюзия двигалась в одну сторону. Если же они нейтрализовывали обе, то мушки переставали видеть ее вовсе.

Наблюдения за добровольцами показали, что схожим образом работают и центры зрения человека. Совместное изучение их структуры и уникальных особенностей, характерных для людей и мушек, поможет понять, как эволюция "изобрела" эту способность зрительных систем почти всех многоклеточных животных, подытожили исследователи.