Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия - [25]

Скрытая константа k может быть отнесена за счет «шума» сетчатки. Существуют доказательства того, что этот внутренний шум зрительной системы увеличивается с возрастом: повышение уровня шума, безусловно, является отчасти причиной постепенного ухудшения остроты зрения при старении.

То положение, что различительная чувствительность глаза лимитируется шумом нервной системы, имеет далеко идущие выводы. Из него следует, что старое представление о пороговых интенсивностях, которых должны достичь стимулы, прежде чем они вызовут какой-либо ответ нервной системы, — неверно. Сейчас мы считаем, что каждый стимул оказывает воздействие на нервную систему, но он воспринимается как внешний сигнал только тогда, когда вызываемые им изменения нервной активности превосходят обычный уровень шума. Пример этого можно видеть на рис. 6, 10. На нем изображено пятно света, являющееся исходным фоном (I), к которому прибавляется различимый свет (ΔI). Эти две интенсивности света приводят к появлению нервных импульсов, частота которых подчиняется статистическим закономерностям.

Рис. 6, 10. Здесь мы пытаемся показать, что действие статистических закономерностей в мозгу возникает вследствие случайной активности нервной системы. Когда сигнал (ΔI) выделяется из более слабого фона (I), частота импульсов не всегда является иной, но имеет такое распределение, как это показано на графике. Таким образом, можно увидеть «свет» на фоне «шума» или не замечать его, если частота импульсов ниже средней. Различие между сигналом и шумом должно быть достаточным для того, чтобы мозг расценил нервную активность как сигнал.

Проблема, возникающая перед мозгом, состоит в том, чтобы «решить», когда увеличение числа импульсов является просто случайным, а когда оно возникает вследствие увеличения интенсивности светового сигнала. Если бы мозг принимал любое увеличение числа импульсов по отношению к средней активности за объективный сигнал, тогда мы «видели» бы вспышки света, отсутствующие в действительности, по крайней мере, в половине случаев. Таким образом, мы приходим к мысли, что не обходимы некоторые значимые различия, чтобы возникшая нервная активность оценивалась как результат воздействия сигнала. Наименьшее различие освещенности (ΔI), которое мы можем видеть, определяется не просто чувствительностью рецепторов сетчатки, но также и различием в частоте нервных импульсов, необходимым для того, чтобы воспринять его как сигнал.

Иногда мы видим вспышки, которых на самом деле нет. По-видимому, они появляются вследствие шума, переходящего требуемый уровень значимости, вследствие готовности к восприятию сигнала, но это случается но часто.

Определение уровня, выше которого активность принимается за ответ на реальное воздействие, и используется для оценки надежности данной чувствительной системы. Существуют доказательства того, что этот уровень может колебаться и зависит от нашей «установки». Когда мы особенно осторожны, требуется большая информация и чувствительность снижается.

То, что сказано выше по поводу восприятия интенсивностей света, применимо к нервной системе в целом. Bee это справедливо не только для различения интенсивностей света, но также и в отношении абсолютного порога различения света в темноте. Абсолютный порог также определяется наименьшим сигналом, который может быть надежно выделен из случайного шума зрительной системы, существующего в мозгу и при отсутствии воздействия света на глаз.

7. Зрительное восприятие движения

Восприятие движения имеет жизненно важное значение. Для животных, стоящих на эволюционной лестнице ниже человека, движущиеся объекты являются, вероятно, сигналами либо опасности, либо потенциальной пищи и требуют быстрого соответствующего действия, в то время как неподвижные объекты могут быть игнорированы. Фактически, вероятно, только глаза высших животных могут давать мозгу информацию о неподвижных объектах.

Некоторые особенности эволюционного развития зрительной системы, начиная от глаза, способного воспринимать лишь движения, и кончая глазом, воспринимающим формы, сохранились в строении сетчатки человеческого глаза. Края сетчатки чувствительны только к движению. Это можно видеть, совершая колебательные движения каким-либо предметом в области периферии зрительного поля так, чтобы стимулировались только края сетчатки. Вы увидите, что при этом воспринимается только движение и его направление, но невозможно определить, какой предмет движется. Это очень близко к тому, что наблюдается при примитивном восприятии. Самые периферические отделы сетчатки еще более элементарны; когда они стимулируются движениями, мы еще ничего не воспринимаем, однако эта стимуляция вызывает рефлекс поворота глаз, благодаря которому изображение объекта перемещается в центральное поле зрения, с тем чтобы наиболее высоко организованная фовеальная область сетчатки с ее объединенными в нервную сеть элементами приняла участие в опознании объекта. Таким образом, периферия сетчатки представляет собой аппарат для раннего обнаружения объекта, он вызывает поворот глаз для того, чтобы цель попала на объекторазличительную часть системы, оценивающую объект как полезный, вредный или Такие глаза, как наши собственные, подвижные относительно головы, могут давать информацию о движении двумя различными способами. Когда глаз остается неподвижным, образ движущегося объекта перемещается по рецепторам сетчатки и вызывает в них быстро сменяющиеся сигналы; но когда сам глаз следует за движущимся объектом, его изображение остается более или менее неподвижным относительно сетчатки, так что оно не может быть сигналом движения,