Оптический поток обманывает сознание: найдена причина пугающих ошибок при оценке расстояния
Человеческий глаз находится в постоянном движении, из-за чего изображение на сетчатке регулярно смещается и должно казаться размытым. Нейрофизиологи долгое время считали, что мозг активно подавляет этот визуальный шум, чтобы обеспечить нам стабильную картинку окружающего мира. Об этом сообщает издание Nature Communications.
Невидимый инструмент восприятия
Группа исследователей из Медицинского центра Рочестерского университета под руководством доктора Грегори ДеАнджелиса выяснила, что мозг не игнорирует "дрожь" глаз, а превращает её в ценный источник данных. Вращение глазных яблок помогает системе зрения мгновенно определять положение предметов и скорость их перемещения. Фактически, то, что принимали за помехи, служит встроенным датчиком для интеграции быстрых и медленных режимов работы мозга, позволяя сохранять точность восприятия.
В ходе экспериментов с виртуальными сценами ученые обнаружили, что испытуемые используют общий паттерн смещения фона для оценки трехмерного пространства. Если паттерн указывал на чистое вращение глаз, мозг интерпретировал сигнал одним образом, а при сочетании с боковым движением — совершенно иначе. Это разделение позволяет нервной системе сначала просчитать геометрию обзора, а затем определить, насколько глубоко в пространстве находится объект.
Оптический поток и ошибки зрения
Движущиеся точки на фоне создают так называемый оптический поток, который становится для мозга индикатором типа движения. Этот процесс тесно связан с тем, как научно обоснованные привычки помогают поддержать здоровье мозга и когнитивные функции в целом. В зависимости от траектории, которую "рисовал" этот поток на сетчатке, добровольцы могли по-разному оценивать направление движения цели, даже если физически оно не менялось.
"Мозг не игнорирует движение изображения, как считалось ранее. Напротив, он использует это движение как ценный источник данных, чтобы понять, что именно происходит в кадре, и точно оценить, как движется объект и насколько он далеко", — заявил доктор медицинских наук Грегори ДеАнджелис.
Интересно, что участники тестов демонстрировали системные и повторяющиеся ошибки в оценке глубины. Это подтверждает наличие строгого алгоритма обработки визуальной информации, который заложен в нас эволюцией. Мозг не просто фиксирует свет, он активно конструирует объемную модель реальности на основе динамических подсказок.
Будущее виртуальной реальности
Явление параллакса, когда близкие предметы движутся быстрее далеких, позволяет нам мгновенно вычислять расстояние до цели. В экспериментах люди успешно определяли положение объектов, даже когда им была доступна только информация о движении. Эти данные критически важны для развития современных технологий погружения, таких как VR-шлемы.
Проблема "киберболезни", вызывающей тошноту у пользователей виртуальной реальности, часто кроется в конфликте между глазами и вестибулярным аппаратом. Если картинка в шлеме не учитывает естественные паттерны движения глаз, мозг получает противоречивые сигналы и реагирует дискомфортом. Новое понимание механизмов зрения позволит разработчикам адаптировать дисплеи под физиологию человека, делая цифровые миры более естественными.
