Тактильные иллюзии

Это бесспорно яркое открытие: в сфере тактильных ощущений, оказывается, возможно создание иллюзий, по своим законам удивительно сходных с иллюзиями зрительными. Каков общий механизм таких "фокусов"? Учёные только приоткрывают завесу тайны.

Для создания картины мира мозг комбинирует данные от разных органов чувств. Возникающие при этом взаимосвязи и конфликт разных сенсорных каналов иногда оказываются очень интересными

Необычный опыт поставила группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT), Гарварда (Harvard University) и университета Макгилла (McGill University).

Одни из самых интересных зрительных иллюзий — неоднозначные образы, восприятие которых зависит от направления взгляда и кучи других вещей вплоть до усталости мозга (то есть — длительности просмотра картинки). Вы наверняка знакомы с такими эффектами, когда линии или пятна на изображении начинают двигаться, или когда "выпуклые" кубики на картинке становятся "ямками", и так далее.

Один из авторов новой работы, Кристофер Мур (Christopher Moore) из Массачусетского технологического, поясняет её центральную идею: "Наиболее известные иллюзии связаны со зрением. Но мы заинтересованы в раскрытии общих принципов восприятия и хотели бы убедиться в том, что аналогичные иллюзии могут иметь место в тактильной сфере".

Кристофер Мур считает, что интерпретация мозгом увиденного или ощупанного зависит от контекста, потому мы "обманываться рады"

Для этого экспериментаторы решили создать тактильную версию одной известной зрительной иллюзии — движущегося квартета. А заключается она в следующем.

В двух противоположных углах воображаемого квадрата размещаются две большие чёрные точки. С довольно высокой частотой точки эти меняют схему своего расположения: левый верхний плюс нижний правый угол на правый верхний плюс нижний левый.

Людям кажется, что точки движутся вперёд-назад либо по горизонтали, либо по вертикали.

Но интересно: после одной-двух минут просмотра большинство наблюдателей сообщает о том, что направление движения сменилось с вертикального на горизонтальное, или наоборот. Более того, точки могут начать двигаться по кругу, по часовой стрелке или против. Попробуйте сами.

Как правило, вначале точки скачут только в одном направлении, но позже — начинают бегать и вверх-вниз, и вправо-влево. А ещё можно попробовать усилием воли менять направление их прыжков по желанию

Поскольку происходит всё это лишь в нашей голове, данная иллюзия (как и множество других причуд восприятия зрительных образов) очень интересует нейрофизиологов.

Авторы опыта воспользовались приборчиком, изначально созданным в качестве дисплея Брайля. Это сантиметровый квадратик, заполненный 60 пьезоэлектрическими актуаторами (аналогами пикселей в обычных дисплеях), способными "поставлять" на кончик пальца любые картинки, передаваемые ему с компьютера.

Группе добровольцев предложили ощутить пальцами тот самый "движущийся квартет". И что же?

Испытуемые сообщили, что чувствуют в точности тот же самый эффект, как и при восприятии данной иллюзии глазами!

Точки, которые на самом деле просто переключались между фиксированными позициями, казалось, двигались по вертикали или по горизонтали. Смена же направления этих прыжков происходила в среднем два раза в минуту.

Группа учёных под руководством Винсента Хейварда (Vincent Hayward) из центра интеллектуальных машин канадского университета Макгилла (McGill Centre for Intelligent Machines) разработала и построила целую серию миниатюрных дисплеев Брайля, воздействующих на кожу "зрителя". Именно одним из изделий канадцев и воспользовались Мур и его коллеги для создания тактильных иллюзий

Далее опыт усложнили. Вместо классического переключения пары точек, авторы ввели в картинку настоящее движение — за счёт последовательной активации ряда этих тактильных пикселей.

Испытуемым дали время адаптироваться к восприятию действительно бегающих взад-вперёд (по горизонтали или вертикали) точек. А потом переключили дисплей Брайля обратно на воспроизведение обычной иллюзии – того же движущегося квартета, что и раньше.

Оказалось, что теперь сила иллюзии выросла. И точки в восприятии людей начинали скакать попеременно в ортогональных направлениях.

Учёные полагают, что этот трюк мозг непроизвольно проделывает в ходе регулярной "перекалибровки" своего восприятия окружающего мира. Но тонкости процесса – неясны.

Любопытно, что в ходе ещё одного теста воспроизведение мигающих точек прерывалось на три секунды.

Так учёные выяснили, что большинство испытуемых и после перерыва ощущает точки как движущиеся в том же самом направлении, что и до паузы. А это значит, что принятая ранее мозгом интерпретация неоднозначного образа как-то сохраняется на некоторое время в памяти.

Самое же главное — все эти "обманки" мозга работают с тактильным восприятием, а значит, являются более общим правилом или механизмом, нежели просто особенностью восприятия визуального.

Более того, авторы эксперимента поставили ещё одну версию своего опыта с движущимся квартетом.

На этот раз испытуемых просили двигать глазами одновременно с восприятием точек на тактильном дисплее. Двигать надо было либо по вертикали, либо по горизонтали — на выбор.

Ещё один автор эксперимента с бегающими точками — Талия Конкле (Talia Konkle) из Массачусетского технологического. Талию интересуют пространственное восприятие и влияние на него памяти, "обработка" мозгом объектов и сцен. Она пишет, что понимание этих механизмов поможет в будущем найти более оптимальные способы представления визуальной информации на экранах различных устройств

И тут выяснилась удивительная вещь — кажущиеся движения точек под кончиками пальцев начинали совпадать с реальным движением глаз. А если добровольцы при этом наклоняли голову на 90 градусов, — направление скачков точек в тактильной иллюзии тоже менялось.

Это подтверждает глубокую связь между визуальным и тактильным восприятием и моторикой. Кстати, буквально на днях другая группа учёных установила, что "контактное зрение" позволяет видеть лучше. То есть предмет, до которого мы дотрагиваемся, лучше воспринимается и визуально.

Из подобных кусочков мозаики исследователи и составляют картину того, как наш мозг обрабатывает поступающую по разным каналам информацию и, главное, совмещает её между собой.

Несмотря на десятилетия экспериментов, тут многое ещё предстоит выяснить. Даже в тех же прыгающих точках (неважно – визуальных или тактильных).

Талия Конкле, один из авторов нового опыта, говорит: "Мы пока не понимаем, что происходит в мозге во время этой иллюзии. Но мы думаем, что она станет полезным инструментом для лучшего понимания сходства между различными механизмами восприятия и для изучения того, как все они работают совместно".

По материалам membrana.ru

Cтатьи о природе, изобретениях, архитектуре, иллюзиях...