Главные Новости
Владимир Зеленский Техно Кино Автоновости
Почему мы можем видеть движущиеся объекты на их фоне?
Автор: Allnewsua.live

Визуальное движение является важным источником информации для отделения объектов от их фона.

Например, паук, замаскированный под ветку, сразу же теряет свою невидимость, как только начинает двигаться. Подруга, которую вы пытаетесь заметить в переполненном терминале аэропорта, станет более заметной, если она начнет махать руками.

Хотя процесс отделения объекта от фона, по-видимому, не требует особых усилий, исследователи не знают, как нашей визуальной системе удается быстро выделить и отделить движущиеся объекты от их фона.

Согласно новым исследованиям ученых из Университета Рочестера, одна из причин, по которой люди способны распознавать движущиеся объекты меньшего размера на переднем плане, заключается в том, что мозг становится менее чувствительным к движению на большом фоне. И наоборот, когда мозг человека более чувствителен к фоновому движению, отрицательным компромиссом является то, что он будет менее чувствителен к меньшим объектам на переднем плане. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, может привести к новым учебным программам для пожилых людей и пациентов с такими заболеваниями, как шизофрения, которая связана с более слабой сегрегацией движений.

«Человеческий мозг не может обрабатывать всю информацию вокруг нас», - говорит Дудже Тадин, профессор мозга и когнитивных наук в Рочестере и ведущий автор исследования. «Быть ​​менее чувствительным к вещам, которые менее важны, делает мозг более эффективным и быстрым в выполнении более важных задач».



Возьмите вождение, например. По мере того как фоновый пейзаж проносится мимо, обязательно, чтобы водитель видел и избегал автомобили, пешеходов и других объектов на дороге.

Есть два основных способа, которыми мозг может отличить такие объекты от движущихся фонов. Это может улучшить объекты, которые имеют значение; или он может подавлять фон и, благодаря этому подавлению, усиливать объекты. Последний является «более эффективным вариантом», говорит Тадин. «Подумайте о попытке поговорить в комнате с высоким фоновым шумом. Более эффективно найти способ выключить шум, чем просто пытаться говорить громче ».

Хотя эти стратегии не единственные, которые мозг использует для выделения движущихся объектов - например, внимание является еще одним фактором - предыдущие исследования лаборатории Тадина обнаружили связь между IQ и способностью подавлять фоновое движение. Исследователи предположили, что у здоровых молодых людей за подавление отвечает область мозга, называемая средней височной зрительной областью (MT).

Чтобы проверить способность людей распознавать движущиеся объекты на движущемся фоне, исследователи показали участникам исследования движущиеся текстурированные узоры. На текстурированном фоне был меньший узорчатый объект, движущийся в направлении, противоположном фону. Участникам было предложено сообщить либо местоположение, либо форму меньшего узорного объекта.



Исследователи обнаружили, что молодые люди лучше видят движущиеся объекты меньшего размера на переднем плане и хуже видят движение фона. Пожилые люди - участники в возрасте 65 лет и старше - были противоположны. Они были беднее, увидев меньшие движущиеся объекты, потому что у них было повышенное осознание фона, на котором двигались объекты. Младшим взрослым потребовалось в среднем 20 миллисекунд, чтобы выбрать движущиеся объекты, а пожилым взрослым потребовалось около 30 миллисекунд.

В то время как обе группы выполняли свою задачу эффективно, занимая лишь доли секунды, чтобы обнаружить движение объекта на фоне, «эти дополнительные миллисекунды могут иметь большое значение», - говорит Вун Джу Парк, бывший постдокторский сотрудник в лаборатории Тадина. и в настоящее время научный сотрудник в Вашингтонском университете. «Подумай о вещах, которые имеют значение для твоего выживания». Доля секунды может означать разницу между ударом или избеганием пешехода; или это может быть просто достаточно времени, чтобы упустить из виду раздражительного ребенка. В случае животного мира это может означать разницу между жизнью и смертью.

«Подумайте о животном в дикой природе», - говорит Парк. «Если он видит движущийся объект, это может быть обед для животного или что-то, что может съесть это животное на обед. Животные действительно хороши в камуфляже, но даже самый лучший камуфляж разрывается от движения ».

Исследователи предполагают, что у пожилых людей нарушается сегрегация движений, потому что с возрастом их зрение меняется и становится «более шумным». В качестве адаптивного механизма стареющий мозг может затем отдавать приоритет интеграции информации о движении в целом над подавлением и сегментированием фона с переднего плана. Результаты также показывают, что люди с психическими расстройствами, такими как шизофрения, связанные с похожими «шумными» зрительными системами, могут также испытывать компромисс между интеграцией и сегрегацией.

Хотя исследования показывают, что способность обнаруживать движущиеся объекты на движущемся фоне уменьшается с возрастом, исследование также предлагает некоторые хорошие новости для пожилых людей.

«С помощью обучения мы можем сделать пожилых людей более похожими на молодых», - говорит Тадин.

Исследователи обнаружили, что пожилые люди могут тренировать свой мозг для обработки движения больше, чем молодые люди, практикуя визуальную сегментацию движущихся объектов. Старшие участники выполняли учебное задание в течение четырех недель, с четырьмя сессиями в неделю, и быстрее выполняли задание, сокращая разрыв в производительности с их более молодыми коллегами. Удивительно, но исследователи обнаружили, что пожилые участники, которые прошли обучение, на самом деле не чувствовали себя лучше, наблюдая меньший движущийся объект; их способность видеть объект была так же хороша, как и в начале обучения. Что изменилось с тренировкой, так это то, что пожилые люди стали менее чувствительными к фоновому движению, как и молодые люди.

«В большинстве случаев, когда вы тренируете что-то в мозгу, все становится лучше», - говорит Тадин. «Это тот случай, когда с тренировками вы лучше видите объекты, но в то же время хуже видите фон. Это показало нам, что эти две вещи действительно неразрывно связаны, потому что когда мы влияли на одну, другая тоже менялась ».

Перекладено з Technology Org.


Читать также: