100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Мозг воспринимает реальность и воображение по-разному: разбираемся во всех подробностях

Наше восприятие мира – это фантазия, совпадающая с реальностью.

В тему про «воображариум».
Статья полностью (весьма не простая, особенно в первой части :)) находится вот ТУТ

***

Мы воспринимаем не мир, а его модель, создаваемую мозгом
То, что мы воспринимаем, это не те необработанные и неоднозначные сигналы, поступающие из окружающего мира к нашим глазам, ушам и пальцам. Наше восприятие намного богаче — оно совмещает все эти необработанные сигналы с сокровищами нашего опыта19. Наше восприятие — это предсказание того, что должно быть в окружающем нас мире. И это предсказание постоянно проверяется действиями.

Но любая система, когда дает сбои, совершает определенные характерные ошибки. По счастью, эти ошибки весьма информативны. Они не только важны для самой системы тем, что она учится на них, они также важны для нас, когда мы наблюдаем за этой системой, чтобы разобраться, как она работает. Они дают нам представление о том, как устроена эта система. Какие ошибки будет совершать система, работающая путем предсказаний? У нее будут возникать проблемы во всякой ситуации, допускающей неоднозначную трактовку, например когда два разных объекта окружающего мира вызывают одно и то же ощущение20. Такие проблемы обычно решаемы за счет того, что одна из возможных трактовок намного вероятнее другой. Весьма маловероятно, что в этой комнате сейчас находится носорог. Но в результате система оказывается обманута, когда маловероятная трактовка на деле и есть правильная. Многие зрительные иллюзии, которые так любят психологи, работают именно потому, что обманывают наш мозг подобным образом.

Очень странная форма комнаты Эймса спланирована так, чтобы вызывать у нас те же зрительные ощущения, что и обычная прямоугольная комната. Обе модели, комнаты странной формы и обычной прямоугольной комнаты, позволяют одинаково хорошо предсказать то, что видят наши глаза.

Но на опыте мы имели дело с прямоугольными комнатами настолько чаще, что поневоле видим и комнату Эймса прямоугольной, и нам кажется, что люди, которые движутся по ней из угла в угол, немыслимым образом увеличиваются и уменьшаются. Априорная вероятность (ожидание) того, что мы смотрим на комнату такой странной формы, столь невелика, что наш байесовский мозг не берет в расчет необычные сведения о возможности такой комнаты.

Но что происходит, когда у нас нет априорных оснований предпочесть одну трактовку другой? Так бывает, например, с кубом Неккера. Мы могли бы увидеть его как довольно сложную плоскую фигуру, но на опыте мы намного чаще имели дело с кубами. Поэтому мы видим куб. Проблема в том, что это могут быть два разных куба. У одного передняя сторона расположена вверху справа, а у другого — внизу слева. У нас нет никаких оснований предпочесть одну трактовку другой, поэтому наше восприятие самопроизвольно переключается с одного возможного куба на другой и обратно.

Еще более сложные изображения, такие как фигура Рубина и портрет жены или тещи, демонстрируют спонтанные переключения с одного воспринимаемого образа на другой, также связанные с тем, что обе трактовки в равной степени правдоподобны. Тот факт, что наш мозг реагирует подобным образом на двусмысленные изображения, лишний раз свидетельствует о том, что наш мозг представляет собой байесовское устройство, познающее окружающий мир путем предсказаний и поиска причин наших ощущений.

Цвета существуют только у нас в голове
Вы могли бы возразить, что все эти двусмысленные изображения изобретены психологами. Мы не встречаем таких объектов в реальном мире. Это верно. Но реальному миру тоже свойственна неоднозначность. Рассмотрим проблему цвета. Мы узнаём цвет объектов исключительно по отражаемому ими свету. Цвет определяется длиной волны этого света. Длинные волны воспринимаются как красный цвет, короткие — как фиолетовый, а волны промежуточной длины — как остальные цвета. У нас в глазах есть специальные рецепторы, чувствительные к свету с разной длиной волны. Стало быть, сигналы, идущие от этих рецепторов, говорят нам, какого цвета помидор? Но здесь возникает проблема. Ведь это не цвет самого помидора. Это характеристика света, отражаемого помидором. Если осветить помидор белым светом, он отражает красный свет. Поэтому он и выглядит для нас красным. Но что если осветить помидор синим цветом? Теперь он может отражать только синий цвет. Будет ли он теперь выглядеть синим? Нет. Мы по-прежнему воспринимаем его как красный. Судя по цветам всех видимых объектов, наш мозг решает, что они освещены синим цветом, и предсказывает “истинный” цвет, которым должен обладать каждый из этих объектов. Наше восприятие определяется этим предсказанным цветом, а не длиной волны света, попадающего в наши глаза. Учитывая, что мы видим этот предсказанный, а не “истинный” цвет, можно создать эффектные иллюзии, в которых элементы рисунка, от которых поступает цвет с одинаковой длиной волны, кажутся окрашенными по-разному.

Читайте так же:
Как делают золото 585-й пробы

Восприятие — это фантазия, совпадающая с реальностью
Наш мозг строит модели окружающего мира и постоянно видоизменяет эти модели на основании сигналов, достигающих наших органов чувств. Поэтому на самом деле мы воспринимаем не сам мир, а именно его модели, создаваемые нашим мозгом.

Эти модели и мир — не одно и то же, но для нас это, по существу, одно и то же. Можно сказать, что наши ощущения — это фантазии, совпадающие с реальностью. Более того, в отсутствие сигналов от органов чувств наш мозг находит, чем заполнить возникающие пробелы в поступающей информации. В сетчатке наших глаз есть слепое пятно, где нет фоторецепторов. Оно находится там, где все нервные волокна, передающие сигналы от сетчатки в мозг, собираются вместе, образуя зрительный нерв. Для фоторецепторов там нет места. Мы не осознаём, что у нас есть это слепое пятно, потому что наш мозг всегда находит, чем заполнить эту часть поля зрения. Наш мозг использует сигналы, поступающие от непосредственно окружающего слепое пятно участка сетчатки, чтобы восполнить этот недостаток информации.

Поместите свой палец прямо перед глазами и внимательно посмотрите на него. Затем закройте левый глаз и медленно перемещайте палец вправо, но при этом продолжайте внимательно смотреть прямо перед собой. В какой-то момент кончик вашего пальца исчезнет, а затем снова появится, пройдя слепое пятно. Но когда на кончик пальца придется слепое пятно, ваш мозг заполнит этот пробел узором на обоях, на фоне которого виден кончик пальца, а не самим кончиком пальца.

Но даже то, что мы видим в центре нашего поля зрения, определяется тем, что наш мозг ожидает увидеть в сочетании с реальными сигналами, поступающими от органов чувств. Иногда эти ожидания оказываются столь сильными, что мы видим то, что ожидаем увидеть, а не то, что есть на самом деле. В этом позволяет убедиться эффектный лабораторный опыт, в котором испытуемым демонстрируют визуальные раздражители, например буквы алфавита, так быстро, что зрение едва различает их. Испытуемый, который ожидает, что непременно увидит букву A, иногда остается в убеждении, что видел ее, даже если на самом деле ему демонстрировали букву B.

Мы не рабы своих чувств
Может показаться, что склонность к галлюцинациям — слишком дорогая цена за способность нашего мозга строить модели окружающего мира. Неужели нельзя было настроить систему так, чтобы сигналы, поступающие от органов чувств, всегда играли главную роль в наших ощущениях? Тогда галлюцинации были бы невозможны. Но на самом деле это плохая идея, по ряду причин. Сигналы, идущие от органов чувств, просто недостаточно надежны. Но еще важнее, что их главенство сделало бы нас рабами своих чувств. Наше внимание, как бабочка, порхающая с цветка на цветок, постоянно отвлекалось бы на что-то новое. Иногда люди становятся такими рабами своих чувств из-за повреждений мозга. Есть люди, которые поневоле отвлекаются на все, на что падает их взгляд. Человек надевает очки. Но тут он видит другие очки, и надевает и их тоже22. Если он видит бокал с вином, он должен его выпить. Если он видит карандаш, должен им что-то написать. Такие люди не способны реализовать какой-либо план или следовать каким-либо указаниям. Выясняется, что у них обычно сильно повреждены лобные доли коры. Их странное поведение впервые описал Франсуа Лермитт.

Читайте так же:
Как строят корабли

Пациент [. ] пришел ко мне домой. [. ] Мы вернулись в спальню. Покрывало с кровати было снято, и верхняя простыня отогнута, как обычно. Когда пациент увидел это, он немедленно начал раздеваться [в том числе снял парик]. Он забрался в кровать, укрылся простыней до подбородка и приготовился отойти ко сну.

Пользуясь контролируемыми фантазиями, наш мозг спасается от тирании окружающего. В вавилонском столпотворении университетской вечеринки я могу уловить спорящий со мной голос профессора английского языка и слушать, что она говорит.

Я могу найти ее лицо среди моря других лиц. Томографические исследования мозга показывают, что, когда мы решаем обратить внимание на чье-то лицо, у нас в мозгу увеличивается нервная активность в области, связанной с восприятием лиц, причем еще до того, как лицо окажется у нас в поле зрения. Активность этой области увеличивается даже тогда, когда мы всего лишь представляем себе чье-нибудь лицо (см. рис. 5.8). Вот как сильна способность нашего мозга создавать контролируемые фантазии. Мы можем предвосхитить появление лица в поле зрения. Мы можем даже представить себе лицо, когда на самом деле никакого лица перед нами нет.

Откуда мы знаем, что реально, а что нет?
С нашими фантазиями об окружающем мире связаны две проблемы. Во-первых, откуда мы знаем, что создаваемая нашим мозгом модель мира верна? Но это еще не самая серьезная проблема. Для нашего взаимодействия с окружающим миром неважно, верна ли построенная нашим мозгом модель. Важно только одно — работает ли она. Позволяет ли она действовать адекватно и прожить еще один день? В целом да, позволяет. Как мы убедимся из следующей главы, вопросы о “верности” моделей нашего мозга возникают только тогда, когда он общается с мозгом другого человека, и оказывается, что его модель окружающего мира отличается от нашей.

Другая проблема открылась нам в ходе тех томографических исследований восприятия лиц. Связанная с восприятием лиц область мозга активируется, когда мы видим или представляем себе какое-либо лицо. Так как же наш мозг узнаёт, когда мы действительно видим лицо, а когда лишь воображаем его?

В обоих случаях мозг создает образ лица. Как нам узнать, стоит ли за этой моделью реальное лицо? Эта проблема относится не только к лицам, но и к чему угодно другому.
Но эта проблема решается очень просто. Когда мы только представляем себе лицо, в наш мозг не поступают сигналы от органов чувств, с которыми он мог бы сравнивать свои предсказания. Никаких ошибок тоже не отслеживается. Когда же мы видим реальное лицо, модель, создаваемая нашим мозгом, всегда оказывается немного неидеальной. Мозг постоянно совершенствует эту модель, чтобы уловить все мимолетные изменения в выражении этого лица и все игры света и тени. К счастью, действительность всегда полна неожиданностей.

Читайте так же:
Лимонад, Тархун, Крем-сода… или история появления газировки — детальный взгляд на вопрос

Воображение — очень скучная штука
Мы уже видели, как зрительные иллюзии помогают нам разобраться в том, как мозг моделирует действительность. Вышеупомянутый куб Неккера — широко известная зрительная иллюзия (см. рис. 5.10). Мы можем видеть на этом рисунке куб, передняя сторона которого направлена влево и вниз. Но тут наше восприятие внезапно меняется, и мы видим куб, передняя сторона которого направлена вправо и вверх. Объясняется это очень просто. Наш мозг видит на этом рисунке скорее куб, чем плоскую фигуру, которая там есть на самом деле. Но как изображение куба этот рисунок неоднозначен. Он допускает две возможных трехмерных трактовки. Наш мозг спонтанно переключается с одной трактовки на другую в неустанных попытках найти вариант, который лучше соответствует сигналам, поступающим от органов чувств.

Но что произойдет, если я найду неопытного человека, который никогда раньше не видел куб Неккера и не знает, что он кажется направленным то в одну сторону, то в другую? Я покажу ему рисунок ненадолго, чтобы он успел увидеть только один вариант куба. Затем я попрошу его представить себе эту фигуру. Произойдет ли переключение образов, когда он будет смотреть на эту фигуру в своем воображении? Оказывается, что в воображении куб Неккера никогда не меняет своей формы.

Наше воображение совершенно некреативно. Оно не делает предсказаний и не исправляет ошибок. Мы ничего не творим у себя в голове. Мы творим, облекая наши мысли в форму набросков, штрихов и черновиков, позволяющих нам извлечь пользу из неожиданностей, которыми полна действительность.

Именно благодаря этим неиссякаемым неожиданностям взаимодействие с окружающим миром и приносит нам столько радости.

В этой главе показано, как наш мозг познаёт окружающий мир, строя модели и делая предсказания. Он строит эти модели путем совмещения информации, поступающей от органов чувств, с нашими априорными ожиданиями. Для этого совершенно необходимы и ощущения, и ожидания. Мы не осознаём всей работы, которую проделывает наш мозг. Мы осознаём лишь модели, которые получаются в результате этой работы. Поэтому нам и кажется, что мы воспринимаем окружающий мир напрямую, не прилагая особых усилий.

Восприятие информации и воображение. Как работает человеческий мозг?

То, как человек воспринимает окружающий мир и как представляет его — разные познавательные процесса, которые задействуют одни и те же зоны коры мозга. Как же устроены эти процессы и какое участие принимает в них тело?

Совсем недавно журнал «Нож» разместил статью о том, как мозг интерпретирует окружающую среду, какие теории и споры остаются незакрытыми в вопросах познания.

Темой дискуссии в конце 1970-х — начале 1980-х стал вопрос чётких отличий между восприятием и представлением. Учёные единогласно соглашались в теории репрезентации увиденного, т.е. когда наш глаз видит и создает презентацию для мозга, а тот её воспринимает, репрезентирует. А вот в том, что это за репрезентация и как именно она появляется, мнения исследователей разделились.

Первый лагерь учёных — депиктивисты (picture — «картинка») во главе с профессором Гарварда Стивеном Косслином полагали, что восприятие равно представлению, так как оба процесса связаны с визуальной интерпретацией образов и работой одних и тех же областей мозга.

Их оппоненты — дескриптивисты, считали, что информация из глазных анализаторов вовсе и не передается в зрительную кору мозга в виде картинки, скорее репрезентация происходит через символические описания.

Обе теории позже были дополнены данными айтрекинга, или окулографии, которые отслеживали движения глазных яблок. Интересный факт, что при представлении использовались те же двигательные паттерны глаз, что и при восприятии. Но не всегда.

Читайте так же:
Как в самолёте появляется тёплая вода для мытья рук? И как потушить мусорку?

В свою очередь, теория симуляции расширила понимание представления окружающего мира, отмечая, что все телесные, двигательные, процессы задействованы в восприятии.

Представители новой теории утверждают, что восприятие — это активный процесс познания, т.е. наш мозг не просто «видит» картинку, но и активно её создает, взаимодействуя с окружающей средой.

В этой концепции представлено два подхода — энактивистский и сенсомоторный. Теория энактивистов заключается в том, что восприятие и взаимодействие с окружающей средой — единый процесс, а представители сенсомоторного подхода говорят, что тело вовлекается в процесс взаимодействия с окружающей средой благодаря знанию о накопленном телесном опыте.

Теперь тело и мозг не разделяют, а рассматривают, как единое целое в вопросах восприятия и представления. Такой подход вошёл в основу ещё одной теории восприятия — экологической, которая утверждает, что не только глаз является органом зрения, а целая система, в которую входит всё тело. Основоположником теории считается психолог Джеймс Джером Гибсон.

А как же представление? В теории энактивистов, представление рассматривают с точки зрения воссоздания восприятия. В основу этого лёг тезис реэнакмента (reenactment — инсценировка), т.е. «видеть» значит исследовать окружающую среду в определённых направлениях, по которым затем воспроизводится представление.

Сторонники сенсомоторной теории считают представление не воспроизведением презентации, а готовностью к нему. Тело готово использовать двигательные возможности, если будет необходимо.

Все эти теории легли в основу книги «Что нам делать с нашим мозгом?» французской исследовательницы Катрин Малабу, которая доказывает, что мозг пластичен и легко поддается влиянию окружающей среды.

Дополнительно: если хотите узнать больше о теориях учёных относительно сознания, читайте эту статью.

Мозг одинаково контролирует реальные и воображаемые движения

Учёные из Каролинского института в Швеции сообщили, что движения, которые мы воображаем, могут изменить наше восприятие так же, как и реальные. Исследование, опубликованное в Nature Communications, поможет понять, как работает умственное обучение, и, возможно, принесёт пользу для пациентов с двигательными нарушениями.

Credit: public domain

«Умственная подготовка очень полезна, если вы хотите улучшить свои двигательные характеристики — это хорошо известно элитным спортсменам и профессиональным музыкантам. Мы хотели выяснить механизмы этого феномена», — объясняет доктор Константина Килтени (Konstantina Kilteni), ведущий автор работы.

Прикосновение в результате наших добровольных движений — например, касание рук — ощущается менее сильно по сравнению с тем, когда кто-то ещё касается нашей руки с той же интенсивностью. Это происходит потому, что наш мозг использует информацию о том, как мы планируем двигаться, чтобы предсказать, как мы будем себя чувствовать. И эти предсказуемые ощущения воспринимаются слабее.

Исследователи провели три серии экспериментов, в которых 36 здоровых людей просили либо выполнить, либо представить себе выполнение движения. Экспериментаторы фиксировали мышечную активность, чтобы убедиться, что участники не двигаются во время воображения.

Credit: Ulf Sirborn

Участникам предложили представить нажатие на правый указательный палец и расслабленный левый указательный палец. В это время их левого указательного пальца касался специальный прибор. Участники воспринимали это прикосновение, как менее интенсивное, по сравнению с экспериментом, когда они не двигались и не воображали движение. Фактически, их ослабленное восприятие во время воображения было эквивалентно опыту, когда они физически выполняли движение.

«Это значит, что когда мозг воображает движение, он также предсказывает, как мы будем себя чувствовать, если бы мы и правда его выполнили. Мы обнаружили, что воображаемые и реальные движения контролируются очень похожими механизмами мозга, если не одним и тем же. Это может объяснить положительные эффекты умственного обучения», — говорит доктор Килтени.

Результаты работы могут быть полезны для клинических исследований — особенно для пациентов с двигательными нарушениями. Например, если пациенты с инсультом будут представлять движение, которое они не могут выполнять физически, это сможет помочь их двигательной реабилитации.

Читайте так же:
Почему осенью выпадают волосы? Причины, как остановить, фото и видео

Текст: Любовь Пушкарская

Motor imagery involves predicting the sensory consequences of the imagined movement by Konstantina Kilteni, Benjamin Jan Andersson, Christian Houborg & H. Henrik Ehrsson in Nature Communications. Published April 2018.

Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте, Яндекс-Дзен и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Исследователи мозга пытаются отличить реальность от воображения

Исследователи мозга пытаются отличить реальность от воображения

Ученые из университета New Western ищут в мозгу человека нейроны, которые позволяют отличать реальное изображение от воображаемого. Если удастся их локализовать, дальше можно будет придумать очень точное таргетное лечение для шизофрении и других болезней, связанных с галлюцинациями и бредом.

Группа во главе с доктором Хулио Мартинесом-Трухильо, главным исследователем и профессором Школы медицины и стоматологии в Western University исследовала, как мозг кодирует визуальную информацию и обрабатывает абстрактные данные из памяти и как эта информация распространяется в боковой префронтальной коре. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

«Вы можете посмотреть на мою рубашку, а потом, когда я выйду из вашего поля зрения, даже с открытыми глазами вы все еще можете мысленно «видеть» ее цвет»,— объявняет Мартинес-Трхильо. «Мы это называем проявлениями рабочей памяти, или проявлениями краткосрочной памяти — они абстрактные, воображаемые, в реальности они не существуют, только в наших умах. Настоящие объекты в поле нашего зрения мы называем проявлениями восприятия. Мы пытаемся выяснить, есть ли в нашем мозгу нейроны, которые передадут человеку информацию о том, настоящее это проявление или воображаемое».

Исследователи из Western University создали при помощи машинного обучения компьютерный алгоритм, который может прочесть работу нейронов в префронтальной коре и точно определить, видит участник эксперимента облако точек или вспоминает его.

Эксперимент проводился так: участник должен был рассказывать о движении облака точек на экране компьютера и описывать, куда они двигались через несколько секунд после того, как точки пропадали с экрана, по памяти. Исследователи обнаружили, что нейроны в префронтальной коре кодировали воспринимаемую и запомненную информацию по-разному.Впрочем, пока результаты эксперимента не очень определенные.

«Мы могли бы ожидать, что нейроны, активные, когда мы видим реальный объект, те же, что участвуют в его запоминании. Или наоборот, что одна группа нейронов видит, а другая — запоминает. Вместо этого мы обнаружили, что вернно все перечисленное, до некоторой степени»,— говорит Мендоса-Холлидэй, соавтор работы. «У нас есть нейроны для восприятия, нейроны для памяти и нейроны, которые делают и то и другое.

Ранее было доказано, что у людей с шизофренией, галюцинациями и бредом обязательно есть расстройства префронтальной коры.Но до сих пор исследователи не могли точно определить, в каком месте это расстройство.

Мартинес-Трухильо надеется, что найдя нейроны, специически ответственные за определение разницы между реальностью и воображением или воспоминанием, он сможет получить новые методы лечения шизофрении и других расстройств, при которых пациенты не отличают реальность от иллюзий.

«Я бы сказал, что шизофрения — это не нейрохимическое расстройство всего мозга»,- говорит Мартинес-Трухильо. «Это нейрохимическое расстройство одной конкретной части мозга».

В настоящий момент фармакологическое лечение таких расстройств меняет нейрохимию всего мозга, часто вызывая нежелательные побочные эффекты. Если же таргетировать терапию на специфические нейроны, в которых происходят нарушения, можно будет эти побочные эффекты минимизировать.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию