Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия - [26]

Если объект воспринимается на неподвижном фоне, быстро сменяющиеся сигналы могут возникать теперь от фона, который передвигается по сетчатке во время слежения глаз за движущимся объектом; однако, мы продолжаем видеть движение даже при отсутствии фона. Это можно показать на простом опыте. Попросите кого-нибудь медленно помахивать зажженной сигаретой в темной комнате и последите за ней глазами. Движение сигареты видно, хотя в данном случае нет сигналов фона, двигающихся по сетчатке. Очевидно, повороты глаз относительно головы могут дать восприятие движения и довольно точную оценку скорости движения и при отсутствии сигналов, передвигающихся по сетчатке.

Следовательно, существуют две системы восприятия движения; мы назовем одну из них (а) система изображение/сетчатка; другую (b) система глаз/голова (рис. 7, 2). (Эти названия заимствованы из артиллерийского дела, где возникают сходные ситуации, когда орудие нацеливается на объект с движущёйся палубы корабля. Орудийная башня может быть неподвижна или следовать за целью, но движение цели в каждом случае может быть обнаружено.)

Рассмотрим теперь систему изображение/сетчатка, а затем обратимся к тому, как эти две системы работают совместно.

Рис. 7, 1.Герман фон Гельмгольц (1821–1894), выдающийся ученый в области экспериментального изучения зрения. Его «Физиологическая оптика» до сих пор остается самой значительной работой в этой отрасли знания. К сожалению, с тех пор мало что прибавилось к тому, что изложено в этой работе.

Рис. 7, 2. а — система восприятия движения изображение/сетчатка: изображение движущегося объекта пробегает по сетчатке в то время, когда сами глаза остаются неподвижными; таким образом, информация о движении возникает путем последовательной стимуляции рецепторов в соответствии с траекторией движения объекта; b — система восприятия движения глаз/голова: когда глаз следует за движущимся объектом, изображение остается стационарным на сетчатке, но мы продолжаем видеть движение. Эти две системы иногда могут давать противоречивые показания, что приводит к любопытным иллюзиям.

СИСТЕМА ВОСПРИЯТИЯ ДВИЖЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЕ/СЕТЧАТКА

С помощью регистрации электрической активности сетчатки глаз животных было обнаружено, что существуют различного рода рецепторы, подавляющее большинство которых сигнализирует только об изменении освещенности, и только немногие отвечают длительным возбуждением на постоянный свет. Некоторые рецепторы возбуждаются при включении света, другие — при его выключении, третьи — как при включении, так и при выключении. Эти различного рода рецепторы сетчатки названы соответственно рецепторами «включения», рецепторами «выключения» и рецепторами «включения — выключения». По-видимому, эти рецепторы, чувствительные только к изменениям освещения, и ответственны за сигнализацию движения; таким образом, все глаза являются прежде всего детекторами движения. Эти рецепторы, сигнализирующие только об изменении освещенности, будут отвечать на движущиеся края изображения, но не будут реагировать на неподвижные изображения до тех пор, пока сами глаза не начнут двигаться.

С помощью тонких проволочных электродов, помещенных на сетчатку изолированного глаза лягушки, было обнаружено, что анализ рецепторной активности происходит в сетчатке задолго до того, как сигналы достигнут мозга. В статье с интригующим названием «Что глаз лягушки сообщает мозгу лягушки», написанной Летвином, Матураной, Мак-Келлоком и Питсом из лаборатории электроники Массачузетского технологического института, сетчатка описывается как «детектор насекомых»; авторы обнаружили три класса волокон, посылающих в мозг различного рода информацию. «Детектор насекомых» вызывает рефлекс движения языком, когда на сетчатку падает маленькая тень, отбрасываемая, например, мухой; таким образом, сетчатка в данном случае функционирует как мозг. Кроме этой системы, которая отвечает, по существу, на кривые линии, они обнаружили:

1. волокна, реагирующие только на отчетливые границы между объектами;

2. волокна, реагирующие только на изменения в распределении света;

3. волокна, реагирующие только на общее уменьшение освещения, подобное тому, какое возникает, когда на сетчатку падает тень от хищной птицы.

Глаз лягушки сигнализирует только об изменении освещенности и движении изогнутых краев объектов; все остальное игнорируется и никогда не доходит до мозга. Зрительный мир лягушки, таким образом, ограничен лишь движением некоторых видов объектов.

Физиологи Хьюбел и Визел провели важное исследование, регистрируя электрическую активность зрительной области мозга кошки. Они обнаружили, что в ней существуют отдельные клетки, которые отвечают только на движение изображения по сетчатке, причем на движение, осуществляемое только в одном определенном направлении. Рис. 5, 7 показывает подлинные записи активности отдельных клеток мозга кошки во время стимуляции глаза различного рода движениями; можно видеть, что некоторые клетки чувствительны только к движениям, которые осуществляются в определенном направлении.

Тот факт, что движение перекодируется в нервную активность сетчатки или в активность зрительных проекционных областей мозга, находящихся непосредственно за сетчаткой, представляет собой физиологическое открытие, важное со многих точек зрения, и прежде всего потому, что оно показывает, что