Однако люди не осознают, что у них есть слепые зоны; в зрительных образах перед глазами нет пустой дыры. Так что же люди видят в своих слепых зонах? Мозг на самом деле заполняет недостающую информацию, основываясь на окружении.

В этом видео показано, как найти слепое пятно человека и как исследовать механизмы перцептивного заполнения.

Процедура

1. Stimulus Design

1. Откройте пустую белую страницу в редакторе слайдов (достаточно PowerPoint или Keynote).
2. Рядом с правым краем страницы нарисуйте круг размером с пенни, когда слайд будет напечатан. Это будет точка фиксации.
3. Рядом с левым краем страницы нарисуйте маленькую звездочку (или любую другую фигуру), чтобы при печати слайда фигура была размером с пенни. Этот слайд левый глаз стимул слепого пятна.
4. Дублируйте слайд и поменяйте местами точку фиксации и форму. Это делает правого глаза стимулом .
5. Распечатайте стимулы.
6. На рис. 1 показано, как должны выглядеть эти стимулы при печати на листе стандартной белой бумаги размером 8,5 x 11.

Рисунок 1. Стимулы для нахождения слепого пятна в каждом глазу. Каждый стимул должен занимать лист бумаги размером 8,5 x 11 дюймов со звездой размером примерно с пенни при печати.

2. Процедура обнаружения слепой зоны

1. Сначала объясните процедуру для левого глаза, а затем как настроить ее для правого глаза.
   Эту процедуру можно выполнить на себе или продекламировать наблюдателю для выполнения.
2. Держите лист стимуляторов для левого глаза на расстоянии вытянутой руки формами, обращенными к вам.
3. Теперь закройте или завяжите правый глаз. Левым глазом зафиксируйте круг в правой части страницы. Вы все еще, вероятно, увидите звезду на другой стороне.
4. Медленно перемещайте страницу влево или вправо, вверх или вниз, ближе и дальше. В какой-то момент звезда исчезнет из уголка вашего глаза.
5. После того, как вы заставили звезду исчезнуть, перемещайте страницу очень маленькими шагами. Вы должны быть в состоянии сделать так, чтобы звезда появлялась и снова появлялась с помощью небольших настроек.
6. Место, где находится звезда, когда вы ее не видите, является вашей слепой зоной.
7. Повторите процедуру со стимулом для правого глаза, на этот раз закрыв левый глаз.

3. Использование слепого пятна для изучения перцептивного заполнения

1. С несколько более сложными стимулами слепое пятно дает мощную демонстрацию того, как мозг создает, а иногда даже изобретает наше перцептивное сознание.
2. Создайте три дополнительных стимула для слепых зон, поместив фигуру звезды среди какого-либо узора — это может быть простой цветной фон или непрерывный отрезок линии. На рис. 2 показаны три примера стимулов.
3. Повторите процедуру 2.2-2.7. Однако на этот раз спросите участников, что они видят, когда исчезает звездный стимул.

Рисунок 2. Стимулы слепых зон для демонстрации свойств перцептивного заполнения. На этих изображениях, когда звезда занимает слепую зону наблюдателя, их мозг восполняет недостающую стимуляцию, чтобы соответствовать свойствам окружающего изображения.

Чтобы понять, как мозг создает перцептивный опыт — представление окружения человека, включающее зрительные образы, — исследователи могут изучить область в поле зрения, называемую слепым пятном.

Обычно свет, отраженный от объектов, попадает в глаз и фокусируется на сетчатке — части нервной ткани, расположенной сзади, — где существуют светочувствительные клетки, которые стимулируются этим светом.

Их сигналы собираются и выходят из глаза через пучок нервных волокон, называемый зрительным нервом, который затем передает эти ответы в мозг.

Когда эти сигналы достигают зрительной коры, они интерпретируются, что приводит к сознательному переживанию того, как выглядят изображения на картине, включая их форму, текстуру и цвет.

Однако зрительная информация, которую получает мозг, не дает полного представления о картине; из-за анатомии глаза отсутствуют части. Это результат отсутствия светочувствительных клеток в области сетчатки, где зрительный нерв выходит в мозг.

Таким образом, любой свет, падающий на эту позицию, не производит сигнала, в результате чего у людей появляются слепые пятна для обоих глаз — позиции в поле зрения, для которых входящие стимулы не обрабатываются.

Мы не знаем об этих областях, так как наш мозг способен «заполнять» слепые зоны, экстраполируя данные из нашего более широкого окружения, например, цвета и текстуры по бокам.

Используя методы, которые фокусируются на слепых зонах глаз, в этом видео исследуются механизмы, с помощью которых мозг создает и заполняет перцептивные переживания.

Мы не только объясняем, как разрабатывать стимулы и собирать данные о слепых зонах участников, но также изучаем, как исследователи используют эти методы для изучения нейронных механизмов, стоящих за зрительным восприятием, и болезней, влияющих на зрительное восприятие.

В этом эксперименте участникам сначала предъявляются простые стимулы на основе формы, предназначенные для обнаружения их слепых зон, а затем более сложные, чтобы в конечном итоге исследовать, как мозг заполняет недостающие части полей зрения людей.

Первый тип стимулов, предназначенный для выявления слепых зон участников, состоит из круга и звезды одного цвета и расположен на противоположных сторонах белого листа бумаги.

Для стимула, оценивающего слепое пятно левого глаза, на правой стороне листа появляется кружок. Напротив, для стимула правого глаза кружок расположен на левой стороне листа.

Перед просмотром этих изображений в рамках задания участники должны надеть повязку на глаз, который не тестируется, например, на правый глаз для стимула, направленного влево, чтобы избежать наложения визуального изображения.

Затем участникам предлагается держать стимул перед собой и сосредоточиться на круге. Первоначально они, скорее всего, увидят и круг, и звезду, а это означает, что ни одна из фигур не находится в слепой зоне.

Затем участники перемещают стимул в нескольких направлениях: влево или вправо, вверх или вниз, ближе или дальше. Это продолжается до тех пор, пока весь лист бумаги не будет виден, но сообщается, что звезда исчезла.

Хитрость заключается в том, что хотя звезда остается на листе — фигура не стирается физически — путем смещения стимула участники перемещают ее в слепое пятно в поле зрения своего глаза.

Поскольку это не может быть дополнено информацией от противоположного глаза, покрытого повязкой, звезда воспринимается как исчезающая.

Чтобы подтвердить положение слепого пятна, участники несколько раз передвигают бумагу небольшими шагами, чтобы звезда то появлялась, то исчезала.

После обнаружения слепых зон обоих глаз выполняются «заполняющие» тесты с более сложными стимулами.

В этом случае звезды расположены в разных условиях — на однотонном фоне; среди нескольких однородных цветных фигур; или в центре цветного прямоугольника, каждый из которых представляет собой отдельное испытание.

Соответственно, эти три типа стимулов предназначены для изучения того, как мозг воспринимает единообразие, закономерности и непрерывность объектов.

Выполняются те же шаги, что и в тестах на обнаружение слепых зон, но участники должны сообщить, что они наблюдают, когда звезда исчезает, например, из середины цветного прямоугольника.

Когда звезда находится в слепой зоне, ожидается, что мозг участников восполнит недостающую информацию на основе окружающего изображения. Например, они, скорее всего, сообщат, что видят сплошной непрерывный прямоугольник, учитывая местный контекст.

Чтобы подготовиться к эксперименту, используйте программу редактирования слайдов для создания слайдов стимулов, которые состоят из различных форм примерно одинакового размера и расположены на противоположных сторонах. Создайте два набора для левого и правого глаза: одну группу для нахождения слепого пятна, а другую — для заполнения тестов.

Поприветствуйте участников, когда они придут, и посадите их за стол. Объясните, что для всех стимулов, которые они будут рассматривать, они должны оставаться зацикленными на круге.

Чтобы начать поиск слепого пятна, отдайте им листок со стимулом для левого глаза и непрозрачную обложку. Попросите участника закрыть правый глаз и держать бумагу на расстоянии вытянутой руки, чтобы круг и звезда были обращены к нему.

Следите за тем, чтобы они определяли положение слепой зоны левого глаза. Повторите эту процедуру для правого глаза: вручите им новый стимульный лист и попросите закрыть левый глаз.

После определения слепых зон для обоих глаз позвольте участнику выполнить три теста для каждого глаза.

После каждого испытания спросите участников, что они наблюдали, когда звезда исчезла из их поля зрения, и запишите их ответы.

Чтобы проанализировать данные, определите, что участники чаще всего сообщали о том, что видели во время тестов с заполнением, когда звезда занимала одно из слепых пятен их глаза, другими словами, когда звезда исчезала из поля зрения.

Обратите внимание, что для стимулов, где звезда была на желтом фоне, участники, как правило, наблюдали сплошное желтое пространство, что указывает на то, что мозг ожидает однородности цвета поверхности и соответствующим образом заполняет недостающую информацию о слепых зонах.

Напротив, звезда, расположенная в ряду красных кругов, обычно заменялась кругом того же цвета и размера, что предполагает, что мозг ищет закономерности.

Однако звезды, прерывающие прямоугольники, казались заполненными тем же цветом, что и сам прямоугольник, что указывает на то, что мозг ожидает непрерывности объекта.

В совокупности эти результаты указывают на то, что мозг создает перцептивные переживания на основе контекста — либо однородности, согласованности на основе паттернов, либо непрерывности — своего окружения.

Теперь, когда вы знаете, как спланировать эксперимент на основе слепых зон для изучения зрительного восприятия человека, давайте рассмотрим другие способы применения этой техники исследователями.

До сих пор мы фокусировались на типичных слепых пятнах, возникающих в результате расположения зрительного нерва в сетчатке.

Однако существуют другие типы аномальных слепых пятен, называемых скотомами, которые возникают в результате повреждения или заболевания сетчатки, такого как дегенерация желтого пятна.

Исследователи обнаружили, что в таких случаях, когда людям показывали стимулы, расположенные в виде массива с низкой плотностью, точка, появляющаяся в области скотомы, воспринималась как отсутствующая. Напротив, в массиве с высокой плотностью сообщалось об отсутствии меньшего количества точек, что позволяет предположить, что мозг способен заполнять определенные шаблоны даже при наличии повреждений.

Наконец, большая часть работы направлена ​​на выявление областей мозга, участвующих в создании перцептивных переживаний.

Сочетая стимулы для заполнения слепых зон с технологией фМРТ, исследователи смогли точно определить области в зрительной коре, ответственные за обработку слепых зон в поле зрения.

Важно отметить, что когда стимулы помещались в слепое пятно, связанные с ними нейроны зрительной коры реагировали так, как если бы они получали внешние сигналы, хотя на самом деле они не получали никакой информации от сетчатки.

Другими словами, эти клетки реагировали так, как если бы то, что участники воспринимали в слепой зоне — то, что мозг создал для заполнения этой области, — было реальным внешним стимулом.

В совокупности эта работа предполагает, что нейроны в ранней части зрительной системы непосредственно участвуют в построении перцептивного опыта.

Вы только что посмотрели видео JoVE, в котором рассказывается, как можно использовать слепые зоны, чтобы получить представление о том, как мозг создает перцептивный опыт. К настоящему времени вы должны знать, как генерировать различные типы стимулов для слепых зон, а также собирать и интерпретировать «заполняющие» данные. Вы также должны иметь представление о том, как исследователи изучают механизмы и нейроанатомию добавок для слепых зон.

Спасибо за просмотр!

Требуется подписка. Пожалуйста, порекомендуйте JoVE вашему библиотекарю.

Результаты

Рисунок 3. Отчеты о восприятии: что участники сообщают о том, что видели (показано в правом столбце), когда звезда на изображениях в левом столбце исчезает в слепой зоне. Отчеты раскрывают несколько принципов того, как мозг создает перцептивный опыт. В самом широком смысле, во всех случаях мозг заполняет слепое пятно как наиболее вероятное содержание с учетом местного контекста.

Рисунок 3 визуализирует то, что люди сообщают об увиденном, когда им показывают стимулы Рисунок 2 , то есть то, что они сообщают о том, что видят, когда звезда исчезает, потому что она занимает их слепое пятно.

Отчеты выявили несколько принципов того, как мозг создает перцептивный опыт. Верхний стимул показал, что мозг склонен ожидать однородности цвета поверхности, таким образом заполняя слепое пятно, чтобы оно соответствовало желтому фону в остальной части изображения. Средний стимул показал, что мозг ищет паттерны, здесь заставляя перцептивный опыт включать красный кружок в слепое пятно, чтобы завершить преобладающий паттерн в этой области. Нижний стимул показал, что мозг реализует ожидания относительно непрерывности объекта. Когда звезда занимает слепое пятно, наблюдатели видят сплошной зеленый прямоугольник, заполняющий недостающие средние части этого объекта. Таким образом, в целом мозг заполняет опыт наиболее вероятным стимулом, чтобы занять слепое пятно. То, что наиболее вероятно в данном контексте, является тем, что мозг заставляет людей воспринимать.

Требуется подписка. Пожалуйста, порекомендуйте JoVE вашему библиотекарю.

Приложения и резюме

Поскольку мозг заполняет восприятие в слепой зоне, одно приложение включает исследования, направленные на выявление областей мозга, участвующих в создании сознательного опыта. Например, долгое время исследователи не знали, участвует ли самая ранняя часть зрительной коры человека, называемая V1, непосредственно в производстве сознательного опыта. Чтобы решить эту проблему, исследователи использовали фМРТ (функциональную магнитно-резонансную томографию) для измерения нейронных ответов в монокулярных областях V1, которые сопоставляются с слепым пятном. ¹ Другими словами, они изучали нейронные области, которые получали входные данные только от одного из глаз, и, картируя слепые пятна своих участников, они могли наблюдать за нейронными реакциями, когда прямая стимуляция отсутствовала, потому что стимул был помещен в слепую зону соответствующего глаза. Что должно произойти? Не сработают ли нейроны, потому что они не получают никакого сигнала из внешнего мира? Вместо этого нейроны реагировали так, как если бы их стимулировало то, что человек воспринимал в этом месте, — они реагировали так, как будто образы, заполненные мозгом, на самом деле производили внешнюю стимуляцию. Это предполагает, что эти нейроны в очень ранних частях зрительной системы участвуют не только в передаче сигналов, полученных от сетчатки, но и в построении самого перцептивного опыта.

Требуется подписка. Пожалуйста, порекомендуйте JoVE вашему библиотекарю.

Ссылки

1. Тонг Ф. и Энгель С.А. (2001). Межглазное соперничество, выявленное в репрезентации слепых зон коры головного мозга человека. Природа , 411 (6834), 195-199.

Заполнение слепой зоны

Заполнение слепой зоны

Скачать PDF

Скачать PDF

• Опубликовано: 12 марта 1992 г.

• В. С. РАМАЧАНДРАН ¹  

Природа том 356 , страница 115 (1992 г. )Процитировать эту статью

• 1055 доступов

• 28 цитирований

• Детали показателей

Ссылки

1. Andrews, P. R. & Campbell, F. W. Nature 353 , 308 (1991).

   Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

2. Брюстер, Д. Письма о естественной магии (Мюррей, Лондон, 1832 г.).

   Google Scholar

3. Рамачандран, В.С. и Грегори, Р. Л. Nature 350 , 699–702 (1991).

   Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google Scholar

4. Gilbert, C. & Wiesel, TN Soc. Неврологи. Абстр. 17 , 1090 (1991).

   Google Scholar

СПРАВЕДЕНИЯ СПИСАВКИ

Информация о авторе

Авторы и принадлежности

1. Департамент психологии, Университет Калифорнии, Ла -Холла, Калифорния, 92093, США

   V. S. Ramachandran

9
9
9000
9959 9000 9000 9000 9000 9000
9000 9000 40004.0017 В. С. РАМАЧАНДРАН

Посмотреть публикации автора

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Права и разрешения

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Эта статья цитируется

• Заполнение зрительных фантомов в мозгу человека

  • Минг Мэн
  • Дэвид Ремус
  • Фрэнк Тонг

  Неврология природы (2005)

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества.