Mokslo ir technologijų pasaulis

1984 metais Los Andžele vykusių Olimpinių žaidynių logotipas susideda iš raudonos, baltos ir mėlynos spalvos žvaigždžių, tačiau baltos žvaigždės iš tiesų nėra, ji – tik iliuzija. Tokia pati iliuzija ir „S“ raidė, matoma kompanijos USA Network prekiniame ženkle. Abiejų šių prekinių ženklų kūrėjai pasinaudojo tuo, kad žmogaus smegenys lengvai pasiduoda apgaulei – tai vadinama suvokimo iliuzija. Žmogus, žvelgdamas į fragmentišką foną, labai dažnai mato formas ar figūras, kurios iš tiesų neegzistuoja.

Vanderbilt universitete (JAV) dirbantis psichologijos profesorius Alexander Maier teigia, jog tai – haliucinacijos, matomos nevartojant jokių haliucinogeninių preparatų. A. Maier vadovaujama neurologų komanda siekė identifikuoti smegenų sritis, atsakingas už šių iliuzijų matymą. Rugsėjo 30 d. mokslininkų komanda pranešė smegenų srityje, atsakingoje už vaizdinės informacijos apdorojimą, atradę neuronų grupes, suaktyvėjančias žmogui žiūrint į paveikslą, sukuriantį optinę iliuziją. Nustatyta, jog šios neuronų grupės būna neaktyvios tuomet, kai žiūrima į paveikslą, nesukeliantį šių iliuzijų. 

Atlikus tyrimus paaiškėjo, jo įvairios rūšys, įskaitant beždžiones, kates, pelėdas ir, netgi, bites, geba matyti optines iliuzijas. Tai paskatino mokslininkus kelti hipotezę, jog šis gebėjimas – pašalinis produktas, išsivystęs smegenyse evoliucijos metu, kuomet vystėsi gebėjimas pastebėti plėšrūnus arba krūmuose besislepiantį grobį. Tai galima laikyti gebėjimu, būtinu išgyventi. 

Nepaisant to, kad optinės iliuzijos pastebėtos daugiau nei prieš šimtą metų, šis reiškinys mokslininkus domina tik pastaruosius 30 metų, nes buvo pastebėta, jog šio reiškinio tyrimai gali padėti surinkti daugiau žinių apie vidinius mechanizmus, naudojamus smegenims bandant interpretuoti jutiminę įvestį. 

Žinduolių smegenyse už vizualinių signalų apdorojimą atsakinga sritis yra skirstoma į penkis skirtingus regionus, sutartinai žymimus nuo V1 iki V5. Pirminėje regos žievėje (V1) priimami ir rūšiuojami iš akių ateinantys signalai. Iš V1 srities informacijos srautai keliauja į antrąjį regioną, vadinamą V2. Čia toliau atliekami V1 regione pradėti informacijos apdorojimo procesai, o taip pat atpažįstami signalų skirtumai, ateinantys iš skirtingų akių: taip sukuriamas „žiūroninis“ matymas. Iš V2 srities vienas kelias informacijos signalus veda į V5 sritį, kuri yra siejama su objekto vietos ir judėjimo trajektorijos nustatymu, o kitas kelias – į V4 sritį, kuri siejama su formos atpažinimu ir objekto vaizdo sukūrimu. 

Tyrimo bendraautorė Michele Cox teigia, jog jau įrodyta, kad V4 sritis yra atsakinga už matomo objekto atpažinimą ir už vizualinį dėmesį, tad, remdamasi šiomis žiniomis, tyrėjų komanda iškėlė prielaidą, kad ši sritis galėtų būti atsakinga ir už optinių iliuzijų matymą. 

Visų pirma tyrėjai pabandė identifikuoti makakų (lot. Macaca) galvos smegenų V4 srityje esančius neuronus, susijusius su skirtingomis tinklainės vietomis. Sudarius šių neuronų žemėlapius tyrime dalyvavusioms makakoms buvo rodomas optines iliuzijas sukeliantis paveikslas, Kanizsa aikštės (angl. Kanizsa square) pavadinimu. Šiame paveiksle vaizduojamo keturios „Pac-Man“ figūros, kurių „burnos“ orientuotos nuo kvadrato kampų, jo centro link. Kai juodos spalvos figūros išdėstomos ant balto fono, žiūrovo smegenys per vidurį mato baltą kvadratą, jungiantį keturis apskritimus.

Tuo metu, kai tiriamos beždžionės žiūrėjo į šį paveikslą, mokslininkai nustatė, jog neuronai, reprezentuojantys tuščią paveikslo plotą, esantį tarp keturių „Pac-Man“ figūrų (iliuzinis kvadratas), tapo aktyvūs, tačiau beždžionėms žvelgiant į tą patį, tik pakoreguotą paveikslą (juodų figūrų „burnos“ atsuktos ne į paveikslo centrą, – tai nesukuria iliuzijos), šie neuronai išlieka neaktyvūs. 

Alexander Maier, bandydamas paaiškinti šį reiškinį teigia, jog galvos smegenyse esantys neuronai elgiasi kaip detektyvai: jie reaguoja į aplinkoje esančias užuominas ir bando teisingai jas susieti tarpusavyje. Vis dėlto, optinių iliuzijų atveju daromos neteisingos išvados.

Straipsnis parengtas įgyvendinant Lietuvos ir Šveicarijos bendradarbiavimo programos NVO fondo remiamą paprojektį „NVO, veikiančių mokslo sklaidos srityje, tinklo stiprinimas, plėtojant jo institucinius gebėjimus“.