Мозг играет с нами в прятки: оптические иллюзии раскрыли, как он подменяет реальность

Оптические иллюзии давно стали источником удивления и вдохновения — и для художников, и для учёных. Они играют с нашим восприятием, заставляют мозг "видеть" то, чего нет, и именно в этом кроется их научная ценность. Новое исследование японских нейробиологов доказало, что иллюзии не только забавляют, но и помогают понять, как мозг формирует ощущение света и цвета.

Команда из Токийского университета впервые показала, что неоновая иллюзия цвета, ранее изучавшаяся только у людей, действует и на мышей. Этот результат не просто интересен — он изменил взгляд на то, как именно нейроны разных уровней зрительной коры взаимодействуют между собой, создавая картину реальности.

Почему нас обманывает зрение

С каждым днём мозг человека обрабатывает миллиарды визуальных сигналов, но видим мы не "объективный мир", а результат сложной интерпретации. Именно поэтому вращающееся колесо иногда кажется крутящимся в обратную сторону, а экран компьютера кажется белым, хотя состоит из множества красных, зелёных и синих пикселей.

Оптические иллюзии показывают, что восприятие — не зеркальное отражение внешнего мира, а результат активной работы мозга. И чем точнее мы понимаем, где именно происходит "обман", тем ближе подходим к разгадке сознания.

Эксперимент, изменивший представления

Доцент Токийского университета Масатака Ватанабэ решил проверить, действует ли неоновая иллюзия цвета на животных. Это разновидность зрительного феномена, при котором мозг "достраивает" свечение между линиями, создавая ощущение яркого ореола.

"Знание о том, что этот вид иллюзии, называемый иллюзией неонового цвета, действует как на мышей, так и на людей, полезно для таких нейробиологов, как я, поскольку это означает, что мыши могут служить полезными подопытными в тех случаях, когда люди не подходят", — сказал Ватанабэ.

Чтобы доказать это, его группа впервые объединила два метода — электрофизиологию и оптогенетику. Это позволило наблюдать за активностью отдельных нейронов и одновременно управлять ими с помощью света. Так исследователи смогли проследить путь зрительного сигнала от сетчатки до высших отделов коры.

Сравнение: уровни обработки зрительной информации

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: Считать, что оптические иллюзии — всего лишь развлечения.
  Последствие: Недооценка их значения в исследовании мозга.
  Альтернатива: Использовать иллюзии как инструмент для картирования нейронных связей.

• Ошибка: Полагать, что только человек способен "видеть" иллюзии.
  Последствие: Ограничение моделей изучения сознания.
  Альтернатива: Применять животных-моделей, чтобы исследовать базовые механизмы восприятия.

• Ошибка: Разделять восприятие и мышление как независимые процессы.
  Последствие: Потеря понимания их взаимосвязи.
  Альтернатива: Рассматривать зрение как активную когнитивную деятельность.

Как иллюзия раскрыла тайну нейронных связей

Ватанабэ и его коллеги зарегистрировали сигналы от тысяч нейронов. Когда мышам показывали обычные геометрические фигуры, активировался только уровень V1. Но когда изображение создавалось так, что вызывало неоновую иллюзию — светящийся контур без физического источника света — в работу включался уровень V2, который "достраивал" недостающие детали.

Эти данные показали, что восприятие яркости формируется не на уровне глаз, а на уровне взаимодействия нейронных слоёв мозга. Мозг не просто передаёт сигнал — он интерпретирует его, добавляя "фантомное свечение", чтобы сделать картину целостной.

Советы шаг за шагом: как учёные изучают мозг через иллюзии

1. Создание визуального стимула. Подбирается изображение, способное вызвать устойчивую иллюзию.

2. Регистрация нейронной активности. Электроды фиксируют сигналы в конкретных областях мозга.

3. Оптогенетическая модуляция. Свет активирует или "отключает" определённые нейроны.

4. Сравнение паттернов. Анализируются различия между иллюзорным и реальным восприятием.

5. Моделирование данных. Результаты используются для построения карты взаимодействий нейронов.

А что если…

А что если иллюзии — это не ошибка зрения, а способ мозга тренировать сам себя? Возможно, наш мозг намеренно "обманывает" нас, чтобы оттачивать способности предсказывать и интерпретировать информацию. Тогда иллюзии становятся не дефектом, а проявлением гибкости восприятия — эволюционным инструментом обучения и адаптации.

Плюсы и минусы исследования

Мифы и правда о зрении

Миф: Глаза видят мир таким, каков он есть.
Правда: Мозг активно "дорисовывает" изображение, создавая иллюзии восприятия.

Миф: Иллюзии — признак сбоя в работе мозга.
Правда: Это результат нормальной работы системы, стремящейся к цельному восприятию.

Миф: Животные не способны к зрительным иллюзиям.
Правда: Эксперименты показывают, что у них действуют те же механизмы зрительной обработки, что и у человека.

3 интересных факта об иллюзиях

1. Иллюзия "неонового цвета" была впервые описана в 1970-х годах и до сих пор используется в нейропсихологии.

2. Некоторые люди менее восприимчивы к иллюзиям, что связано с особенностями нейронной активности в зрительной коре.

3. Иллюзии помогают врачам диагностировать нарушения зрения и когнитивных функций на ранних стадиях.

FAQ

— Что такое иллюзия неонового цвета?
Это эффект, когда мозг создаёт ощущение яркого свечения между линиями, хотя на изображении нет источника света.

— Почему эксперимент проводили на мышах?
Потому что у них зрительная кора устроена схоже с человеческой, но на животных можно применять методы, невозможные на людях.

— Что такое оптогенетика?
Это метод, при котором свет используется для управления активностью отдельных нейронов в живом мозге.

Исторический контекст

Изучение зрительных иллюзий началось ещё в XIX веке, когда учёные пытались понять, почему мы видим движение там, где его нет. Со временем стало ясно: иллюзии — ключ к пониманию работы мозга. Исследования XX и XXI веков доказали, что восприятие не пассивно, а активно конструируется нашим сознанием.

Работа Масатаки Ватанабэ стала новым этапом: она объединила классическую физиологию с современными технологиями и показала, что даже простое "свечение" на картинке — результат сложного диалога между нейронами. Через такие эксперименты учёные приближаются к разгадке одной из величайших тайн — природы самого сознания.