16.06.2008

 Ученые выяснили, как человек выделяет фигуру из фона


В коре головного мозга найдены две новые области, отвечающие за обработку визуальной информации. И теперь ученые знают, как человек выделяет фигуру из фона и устанавливает связь между цифрами и соответствующим им количеством.

Рабочая группа из университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University) изучала особенности визуального восприятия человека. В частности, их интересовала способность мозга различать фигуру и фон, то есть выделять отдельный предмет из множества других и определять его свойства.

Исследователи регистрировали деятельность нервных клеток в области V2 - на небольшом участке зрительной коры, расположенном в затылочной области полушарий головного мозга. В качестве испытуемых выбрали макак, так как их зрительные анализаторы больше всего похожи на человеческие. Им показывали простые рисунки, состоящие из фигуры и фона.

При помощи механизма, обнаруженного американскими учеными, мозг распознает основную фигуру и "второстепенное изображение", направляя внимание только на одну из областей изображения. Кроме того, он собирает все линии фигуры на переднем плане в один визуальный образ. Область V2 строит карту переднего и заднего плана для каждого образа, зафиксированного глазом. Контуры фигуры на переднем плане фиксируются за одну десятую секунды.

"В естественных условиях образы более сложны, - говорит профессор Рудигер фон дер Хейдт (Rudiger von der Heydt), один их авторов исследования, - поэтому вариантов их распознавания гораздо больше, чем два - фигура и фон. В большинстве случаев они содержат множество стимулов, которые могут быть использованы для идентификации переднего и заднего плана. Однако часто стимулы противоречат друг другу. Система V2 комбинирует все стимулы в эффективную схему и представляет первый черновой вариант образа".
Фон дер Хейдт назвал этот механизм "примитивным", но вполне надежным. К тому же в мозге существует и механизм отрицания результатов работы V2. Как показали эксперименты, мозг может также приказать, чтобы V2 интерпретировал изображения с другой стороны, поменяв местами фигуру и фон.

Статья об исследовании опубликована в журнале Nature Neuroscience.

Механизм, обнаруженный фон дер Хейдтом и его коллегами, - часть системы, позволяющей человеку находить отдельные предметы в изобилующих деталями композициях без каких-либо сознательных усилий, прикасаться и брать их в руки. К сожалению, полная схема работы этой системы пока не исследована. Однако обнаружение механизма V2 - не просто интересное открытие, считают ученые. Оно может помочь в поиске причин и разработке лечения расстройств, связанных с восприятием образа, например дислексии.

Исследование восприятия зрительной информации проводили также ученые из университета Тюбингена (University of Tübingen). Их заинтересовало, какие структуры мозга задействуются у подопытных обезьян при попытке связать арабские цифры с соответствующим им количеством.

Глава лаборатории нейрокогнитивных исследований приматов Андреас Нидер (Andreas Nieder) и его аспирант Илка Дистер (Ilka Diester) для эксперимента специально обучили двух макак-резусов. В течение нескольких месяцев они вырабатывали у приматов связь между количеством точек на карточке и арабской цифрой. Впоследствии макаки должны были тянуть за специальный рычаг, как только перед ними одновременно появлялись цифра и карточка с соответствующим количеством точек.
Обезьяны делали правильный выбор в 90% случаев.

Пока животные занимались выбором правильных вариантов ответа, ученые отсмотрели активность 692 случайно отобранных нейронов в передней части лобной коры и 437 нейронов в теменной коре мозга. Оказалось, что при выполнении задания в лобной коре проявило активность 23% нейронов, тогда как в теменной их было всего 2%. Кроме того, за обработку разного количества отвечали разные группы нервных клеток - некоторые за один, другие за два и так далее. Если макака делала ошибку, то активизировались не те нейроны, что при правильном решении.

Ранее считалось, что при устном счете для символического представления цифр активируется внутритеменная борозда мозга. По крайней мере повреждения в этой области вызывали существенные проблемы при работе с числами.
Нидер и Дистер же обнаружили, что семантические (смысловые) ассоциации образуются в передней лобной части коры головного мозга - центре всего процесса обработки информации.

Исследователи говорят, что эта область вовлечена в образование связи между числом и количеством у приматов и детей, а теменная область коры берет на себя эту функцию уже в подростковом возрасте, когда ассоциации становятся более автоматическими. Рисуночные методики тестирования показали, что при изображении связей между символами и понятиями передняя лобная кора у детей максимально занята.

Результаты опубликованы в журнале PLoS Biology.

Нидер полагает, что полученные им данные могут найти широкое применение: "Люди учатся использовать символы как инструменты познания в течение детства. До того как надписи будут использованы как символы, нужно установить долгосрочную ассоциацию между бессмысленными поначалу формами и смысловыми категориями. Так как животные тоже имеют возможность создания элементарных ассоциаций, мы имеем шанс узнать больше о познавательных механизмах, лежащих в основе познавательных задач".

Источник: Ученые выяснили, как человек выделяет фигуру из фона




Другие новости:
  • Последние достижения в лечении рассеянного склерозаПоследние достижения в лечении рассеянного склероза21.05.2013
    С 23 по 26 мая в Санкт-Петербурге соберутся ведущие специалисты по неврологии для обсуждения последних достижений в области диагностики и терапии рассеянного склероза. Встреча состоится в рамках XIX Всероссийской конференции с международным участием "Нейроиммунология. Рассеянный склероз"
  • Секреты борьбы с ожирением. Советы экспертаСекреты борьбы с ожирением. Советы эксперта22.05.2013
    Ожирение стало настоящей проблемой. По всем прогнозам эпидемия будет расти, а метаболические проблемы населения будут увеличиваться. Чем грозит ожирение для здоровья человека и как с ним бороться?
  • Российским врачам повысят заплату в 2013 годуРоссийским врачам повысят заплату в 2013 году22.05.2013
    Вероника Скворцова, министр здравоохранения России, выступая на мелиафоруме "Единая Россия" сказала, что в финале текущего 2013 года заработная плата врачей должна быть больше чем средняя по региону на 30 процентов. Об этой приятной для всего медицинского сообщества новости она сообщила
  • Вместе против диабетаВместе против диабета23.05.2013
    Москва, Россия - 20 мая 2013 г. - Российская диабетическая ассоциация (РДА) провела специальную акцию "Вместе против диабета" в рамках VI Всероссийского Диабетологического Конгресса при поддержке Санофи Россия. Более 700 врачей-эндокринологов со всей России объединятся в голубой круг
  • Традиции и качество прибалтийской медицины привлекают все больше россиянТрадиции и качество прибалтийской медицины привлекают все больше россиян24.05.2013
    Отдохнуть и поправить здоровье одновременно - именно такое "отпускное" сочетание представляется оптимальным для большинства россиян. Если вы из тех, кто любит совмещать приятное с полезным, обратите внимание на издавна популярные у жителей нашей страны курорты Эстонии.
  • Сладкое не вредит здоровью человекаСладкое не вредит здоровью человека24.05.2013
    Любители сладкого во всем мире возрадовались, узнав, что американские диетологи развеяли их главные страхи. Ученые успокоили весь мир, заявив, что поедание сладостей не оказывает отрицательного влияния на здоровье человека.
  • Счастье и здоровье малышей вместе с Pampers!Счастье и здоровье малышей вместе с Pampers!29.05.2013
    Нет ничего важнее, чем счастливое и здоровое детство каждого малыша, и ничто не должно его омрачать. Слышать голос мамы, приветствовать утро лучезарной улыбкой - простые и естественные каждодневные моменты счастья, к сожалению, доступные не каждому ребенку. Поэтому Pampers делает
  • Детский летний отдых без проблемДетский летний отдых без проблем29.05.2013
    Все дети с нетерпением ждут наступления лета - счастливого и беззаботного времени самых длительных каникул. А у родителей в этот период, как правило, назревает весьма актуальный вопрос, какое место отдыха будет для ребенка оптимальным, где их ненаглядное чадо не только полноценно
  • Коронавирус атакует человечествоКоронавирус атакует человечество03.06.2013
    Исследователи из лабораторий Роспотребнадзора на пороге получения штамма опасного коронавируса, который вызвал смерть тридцати человек. Это будет сделано для определения эффективности лекарственных средств, а так же для более полного и всестороннего изучения нового вируса.
  • Проект лекарства для жизниПроект лекарства для жизни04.06.2013
    Инструкция по применению
 

  Copyright © RIN 2001-. *  Обратная связь