Мозък свързва точките в линейни чертежи
Изследователите установиха, че разглеждането на „плажна“ сцена, изобразена с линейна рисунка, активира почти същите модели на мозъчна активност при участниците в изследването, както и гледането на действителна цветна снимка на плаж.
Същото беше вярно, когато хората разглеждаха линейни рисунки и снимки на други природни сцени, включително градски улици, гори, магистрали, планини и офиси.
Забележително е, че дори когато изследователите са премахнали до 75 процента от пикселите в линеен чертеж, хората все пак са се справяли по-добре от шанса да определят какво представляват линиите - стига останалите линии да показват широките контури на сцената.
„Резултатите ни показват, че мозъкът ни може да пресъздаде цели подробни сцени само от няколко реда“, казва д-р Дирк Бернхард-Валтер, водещ автор на изследването и асистент по психология в Държавния университет в Охайо.
"Представянията в нашия мозък за категоризиране на тези сцени изглеждат малко по-абстрактни, отколкото някои може да са предполагали - не се нуждаем от функции като текстура и цвят, за да различим плажа от улична сцена", каза той.
Резултатите от изследването са публикувани в онлайн ранното издание на Известия на Националната академия на науките.
За изследването 10 участници разгледаха цветни фотографии и линейни рисунки на шест категории сцени - плажове, градски улици, гори, магистрали, планини и офиси - докато мозъците им бяха сканирани с помощта на функционално ядрено-магнитен резонанс (fMRI).
Изображенията на fMRI показаха на изследователите какво се случва в няколко области на мозъка на участниците, когато разглеждат снимките и линейните чертежи. Най-значимите резултати са настъпили в областта на парахипокампалното място (PPA), област на мозъка, за която учените знаят, че играе важна роля в кодирането и разпознаването на сцени (а не на лица или предмети).
Използвайки данните от това, когато участниците разглеждат цветните снимки, изследователите обучават софтуерно-базиран декодер, за да определят какъв тип сцена са разглеждали участниците - плаж, планина и т.н., въз основа на моделите на мозъчна активност в PPA, показани в fMRI.
Декодерът далеч не беше перфектен, но се справяше по-добре от шанса да предскаже каква сцена гледа човек в конкретно fMRI изображение.
Най-важното е, че декодерът би могъл да направи точно толкова добре да предскаже коя сцена е разглеждал човек, когато е бил фокусиран върху линейни рисунки, както и върху снимки. Всъщност декодерът се справи малко по-добре - макар и не значително - при прогнозиране на линейни чертежи в сравнение със снимките в първичната зрителна кора.
„Очаквахме, че линейните чертежи ще бъдат достатъчно добри, за да позволят декодиране, но беше изненадващо, че нямаше никаква полза за снимките - декодерът не беше по-добър, когато беше използван за снимки, отколкото за линейни чертежи“, каза Бернхард-Валтер .
Констатациите показаха, че когато декодерът е бил обучен на снимки, той все още се справя еднакво добре при предсказване кои сцени хората гледат в линейни чертежи и обратно.
"Това предполага, че мозъкът използва същата информация, за да декодира коя сцена гледа, когато е представен с линейни рисунки или снимки", каза той.
В допълнение, резултатите показаха, че когато декодерът е направил грешки, той е направил подобни грешки както в снимки, така и в линейни чертежи. Например, ако декодерът смяташе, че хората гледат снимка на планина, когато наистина гледат снимка на гора, той ще направи същата грешка, когато анализира линейни чертежи.
„Моделите на грешки съвпадат невероятно добре, така че това е допълнително доказателство, че изображенията на снимките и линейните рисунки са много сходни в мозъка“, каза Бернхард-Валтер.
Но какво представлява линейните рисунки, които позволяват на хората да разпознаят какво представляват? Като част от изследването изследователите премахнаха някои от линиите в линейните чертежи и попитаха участниците дали все още могат да разберат каква сцена е изобразена. В някои случаи те премахнаха до 75 процента от пикселите в чертежа.
Ако изследователите оставят дългите контури в рисунките, които представляват глобална структура - като небе, вода или пясък - участниците все още могат правилно да предскажат какъв вид сцена е изобразен около 60 процента от времето.
Когато обаче изследователите извадиха тези дълги контури и оставиха само къси - представящи детайли като листа, прозорци в сгради или отделни хребети в планински склон - точността на участниците намаляваше надолу.
Тези открития поставят под съмнение някои модели на човешкото зрително възприятие, които твърдят, че хората се нуждаят от конкретна информация, която се намира на снимките - като цвят, засенчване и текстура - за класифициране на сцена.
„Разбира се, ние използваме богатите източници на информация, открити на снимка, когато тя е на разположение, но мозъкът е опортюнист - използва наличното“, каза Бернхард-Валтер. „Можем да получим много информация от чертане на линии.“
Резултатите също така подсказват защо линейните рисунки са изиграли толкова важна роля в човешката история, както като форма на изкуството, така и като начин за просто представяне на информация.
„Представете си учудването на ранния човек, когато той откри, че може да рисува фигури върху скална стена и тя прилича на действителното животно, което току-що е убил. Линейните рисунки са с нас от праисторически времена “, каза Бернхард-Валтер.
Източник: Държавен университет в Охайо
