Вернуться назад Распечатать

Почему мы не видим мир в реальном времени? Мозг «редактирует» 15 секунд прошлого, чтобы мы видели плавную картинку

Мы привыкли доверять своим глазам. Окружающий мир кажется нам цельным, плавным и предсказуемым. Но что, если это всего лишь тщательно сконструированная иллюзия, а наше сознание смотрит не прямой эфир, а смонтированный с небольшой задержкой фильм? Новое исследование показывает, что наш мозг активно редактирует прошлое, чтобы создать для нас комфортное настоящее.

Попробуйте пройтись по комнате, глядя на мир через экран смартфона в режиме видеозаписи. Неудобно, правда? Картинка дрожит, цвета и формы резко сменяют друг друга, а малейшее движение превращается в визуальный хаос. Парадокс в том, что примерно такой же поток необработанных данных наши глаза ежесекундно отправляют в мозг. Почему же в обычной жизни мы не страдаем от головокружения и тошноты?

Ответ кроется в удивительной способности нашего мозга работать как первоклассный видеоредактор, который сглаживает все неровности реальности. И, как выяснили ученые, ключевой инструмент этого редактора — постоянное обращение к недавнему прошлому.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Визуальный хаос: проблема, которую решает мозг

Прежде чем понять, как мозг нас «обманывает», стоит осознать, с какой сложной задачей он сталкивается. Наше зрение — далеко не идеальная камера.

Во-первых, наши глаза постоянно находятся в движении. Они совершают быстрые, скачкообразные перемещения (саккады), чтобы сфокусироваться на разных точках. Во-вторых, мы моргаем, из-за чего поток визуальной информации прерывается. В-третьих, освещение постоянно меняется, объекты перекрывают друг друга, а мы сами меняем ракурс, просто поворачивая голову.

Как отмечают исследователи в своей работе, «изображения на сетчатке постоянно меняются из-за множества источников… Однако нам не кажется, что объекты дрожат, мерцают или меняют свою сущность от мгновения к мгновению». Если бы наш мозг транслировал эту «сырую» картинку напрямую в сознание, мир выглядел бы как плохо снятое видео. Но вместо этого мы видим стабильную, предсказуемую картину. Как это возможно?

За кулисами восприятия: механизм серийной зависимости

Долгое время ученые объясняли эту стабильность такими феноменами, как «слепота к изменениям» (когда мы не замечаем перемен, если они происходят медленно) или «слепота по невниманию» (когда мы упускаем из виду очевидное, если не сфокусированы на нём). Эти теории верны, но они описывают лишь часть картины — то, что мозг игнорирует.

Исследование ученых из Абердинского и Калифорнийского университетов, опубликованное в Science Advances, предлагает более глубокое объяснение, известное как серийная зависимость. Суть этого механизма не в игнорировании, а в активном «смешивании».

Эксперименты 1 — 3. (A) Эксперимент 1. Две группы наблюдателей просили оценить возраст молодого или старого статичного лица, помещенного в синюю рамку (белые квадрат и круг; эталонные лица). Третьей группе был представлен фильм с морфингом лица, постепенно стареющего от молодого к старому, после чего ее попросили оценить возраст старого лица, помещенного в синюю рамку (синий круг, тестовое лицо). Хотя тестовое и эталонное лица идентичны, старое тестовое лицо было оценено как гораздо более молодое, чем оно было на самом деле (зеленая скобка). Белый текст показан для иллюстрации. (B) Четвертой группе был представлен фильм с морфингом лица, постепенно омолаживающегося от старого к молодому, а затем их попросили оценить возраст молодого лица, помещенного в синюю рамку (синий квадрат; тестовое лицо). Молодое тестовое лицо было оценено как гораздо более старое, чем оно было на самом деле (зеленая скобка). ***P < 0.0001. (C) Эксперимент 2. Процент притяжения рассчитывался как разница в возрасте между эталонными лицами (например, эталонное лицо: старое) и тестовыми лицами (например, фильм: молодой — старый; тестовое лицо: старое), деленная на общий возрастной диапазон (например, старое эталонное лицо — молодое эталонное лицо). Направления увеличения (A) и уменьшения (B) возраста были одинаково сбалансированы. Белые и черные круги обозначают нулевое (0%) и полное (100%) влечение к началу фильма. Когда и фильм, и испытуемое лицо были представлены без шума, возрастные оценки испытуемого лица были привлечены к 28 % фильма. Когда и фильм, и испытуемое лицо были представлены с высоким постоянным динамическим шумом, привлекательность составляла около 42 % (A и B). Когда фильм был представлен с высоким динамическим инкрементальным шумом, а тестовое лицо — с высоким шумом, привлекательность составляла около 48 %. (D) Эксперимент 3. Когда возраст в фильме с морфированием лица постепенно увеличивался на 6, 4 и 2 ступени, привлекательность постепенно снижалась. К фильму и статичному лицу (эталонному или тестовому) добавляли инкрементный шум и сильный шум, соответственно. Планки ошибок — бутстрепные 95 % доверительные интервалы. Фотография предоставлена Энтони Черниелло. Сгенерированные компьютером изображения лиц были слегка изменены в целях визуализации. Цитирование: Mauro Manassi, David Whitney, Illusion of visual stability through active perceptual serial dependence.Sci. Adv.8,eabk2480(2022).DOI:10.1126/sciadv.abk2480
Автор: Mauro Manassi, David Whitney Источник: www.science.org

Представьте, что ваш мозг — это художник, который рисует картину мира. Вместо того чтобы начинать каждый новый мазок с чистого холста, он берет немного краски с предыдущего. Серийная зависимость — это склонность мозга воспринимать объекты в настоящий момент как более похожие на те, что он видел мгновения назад. Он как бы усредняет текущую картинку с недавним прошлым, создавая эффект плавного перехода. Это не баг, а важнейшая функция, которая экономит ресурсы и защищает нас от сенсорной перегрузки.

Эксперимент с «путешествием во времени»: как поймать иллюзию

Но как доказать, что мозг действительно заглядывает в прошлое, и как далеко он готов заглянуть? Здесь исследователи проявили недюжинную изобретательность.

Участникам эксперимента показывали видео, на котором человеческое лицо плавно меняло свой возраст — например, от молодого к старому. Задача была проста: остановить видео в тот момент, когда лицо, по их мнению, достигнет определенного возраста. Если бы мы воспринимали мир в реальном времени, люди останавливали бы видео точно в нужный момент.

Но результаты показали иное. Когда лицо старело, участники останавливали видео позже, воспринимая его более молодым, чем оно было на самом деле. Их мозг, цепляясь за образы из недавнего прошлого (когда лицо было моложе), «сглаживал» изменения и отставал от реальности.

Самое поразительное открытие касалось длительности этой задержки. Ученые вставляли в видео паузы разной длины — от одной до пятнадцати секунд. Иллюзия сохранялась! Даже после 15-секундного перерыва мозг продолжал опираться на прошлое изображение, чтобы интерпретировать настоящее. Это означает, что наше «визуальное настоящее» — это на самом деле усредненная картина событий, произошедших за последние 15 секунд.

Эксперимент 7. Три группы наблюдателей попросили оценить возраст молодого, среднего или старого лица, помещенного в синюю рамку (белый круг, красный ромб и белый квадрат; эталонные лица). Четвертой группе был представлен фильм с лицом, постепенно стареющим от молодого к среднему возрасту, и затем их попросили оценить возраст среднего лица, помещенного в синюю рамку (светло-голубой ромб; тестовое лицо). Среднее тестовое лицо было оценено как более молодое, чем оно было на самом деле. Пятой группе был представлен фильм с лицом, постепенно омолаживающимся от пожилого до среднего возраста, после чего их попросили оценить возраст среднего лица испытуемого, помещенного в синюю рамку (темно-синий ромб; лицо испытуемого). Среднее тестовое лицо было оценено как более старое, чем оно было на самом деле. ***P < 0.0001. Фотография предоставлена Энтони Черниелло. Сгенерированные компьютером изображения лиц были слегка изменены в целях визуализации. Цитирование: Mauro Manassi, David Whitney, Illusion of visual stability through active perceptual serial dependence.Sci. Adv.8,eabk2480(2022).DOI:10.1126/sciadv.abk2480
Автор: Mauro Manassi, David Whitney Источник: www.science.org
Что это значит для нас?

Это открытие меняет наше представление о восприятии. Мы не пассивные наблюдатели, а активные конструкторы собственной реальности. Наш мозг — не окно в мир, а скорее сложный интерфейс, который обрабатывает и адаптирует данные для нашего удобства.

Эта 15-секундная задержка объясняет многое:

  • Почему мы не замечаем медленных изменений. Будь то постепенно увядающее растение на подоконнике или медленные возрастные изменения на лице друга, которого мы видим каждый день, — наш мозг сглаживает эти перемены, создавая иллюзию постоянства.
  • Ощущение непрерывности жизни. Именно этот механизм сглаживания превращает хаотичный поток визуальных данных в плавную и логичную киноленту нашей жизни.
  • Эффективность мозга. Постоянная обработка каждого нового «кадра» реальности была бы невероятно энергозатратной. Усреднение — это элегантный способ снизить когнитивную нагрузку.

Так что в следующий раз, когда вы будете наслаждаться стабильностью окружающего мира, помните: вы смотрите не прямой эфир. Вы смотрите гениально смонтированный фильм о событиях, которые на 15 секунд стали историей. И главный режиссер этого фильма — ваш собственный мозг.