Hogyan befolyásolja a látás az agy működését, Jelenlegi hely

Hogy működik a látás?

Valóság és illúziók: kiderült, hogy miért a zajos agy a hatékony agy Látásunk legalapvetőbb szintjén is befolyásolják idegsejtjeink működését a világról alkotott agyi modelljeink. Orbán Gergővel, az MTA Wigner FK Lendület-csoportvezetőjével, a témáról a Neuron című folyóiratban most megjelent cikk vezető szerzőjével beszélgettünk érzékelésünk újraértelmezett modelljéről, az agy matematikájáról és az idegrendszerünkhöz csatlakozó implantátumok jövőjéről.

Hogy működik a látás?

Pirsig: A zen meg a motorkerékpár-ápolás művészete ford. Bartos Tibor Egy kávézóban ülünk A Neuronban most megjelent cikk ide kattintva teljes terjedelmében olvasható Orbán Gergővel, és már kínosan hosszú ideje a karosszékét bámulom, miközben az agysejtek aktivitásának mintázatairól magyaráz.

  1. Optika és látórendszerek | Digitális Tankönyvtár
  2. Gyengült figyelem feledékenység gyengült látás
  3. Az agy működése | Oktatáskutató és Fejlesztő Intézet

Vajon a karfák valóban összetartoznak? Lehetséges, hogy interjúalanyom két karfa alakú mankón támaszkodik, és ezt a fura, félig guggoló testhelyzetet valami emberfeletti önuralommal tartja meg, hónapok kitartó gyakorlása után?

A valóság vajon mi?

Jobban belegondolva akár ez is elképzelhető, bár valljuk be, elég valószínűtlen. A becsapható szem A karosszékkel kapcsolatos hirtelen jött bizonytalanságom persze nem a véletlen műve, egyszerűen csak leragadtam beszélgetésünk egy korábbi részénél. Orbán Gergő mindössze azzal az egyszerű ténnyel szembesített, hogy amit látunk, az egyáltalán nem egyértelmű. Bár épp a karosszék esetében viszonylag nagy erőfeszítés kell a hétköznapi értelmezésünk szétrombolásához, rengeteg vizuális illúzió ismert, ahol egyáltalán nem ilyen egyszerű agyunk feladata.

Gondoljunk csak a barokk templomok kupoláinak háromdimenziós térélményt nyújtó festményeire, de ha valaki ellátogat az MTA Székházába, az emeletre vezető lépcsősor faldíszei között is találhat zseniális háromdimenziós illúziókat — én például hónapokig jártam úgy dolgozni, hogy azt hittem, mindegyikük igazi stukkó. Pere Borrell del Caso: Menekülés a kritika elől Forrás: Wikimedia Commons Az agykutatók számára azonban ebben a látványos trükkben nem is annyira az az izgalmas, hogy működik, hanem az, hogy azután is működik, hogy lelepleztük.

Illetve, az illúzió erősségétől függően képesek vagyunk kétféleképpen — festményként síkban és háromdimenziós látványként térben — látni, sőt vannak olyan vizuális illúziók, amelyek szemlélése közben akár hat különböző értelmezés között váltogat az agyunk.

A szem belseje

És nem állapodik meg egynél. Felmerül hát a karosszékes példánál még elég mesterkéltnek tűnő kérdés: hogyan is jelenik meg a látottak bizonytalansága az agyunkban?

Orbán Gergő és kutatótársai ennek a problémának eredtek nyomába.

Rádió az agyban Képzeljünk el egy nagyon egyszerű kísérletet. Egy majomnak megmutatják egy vízszintes rúd képét, majd szép lassan elkezdik forgatni, míg függőleges helyzetbe nem ér, mindeközben pedig mérik agyában rejtvények és látomás idegsejtek aktivitását a látásélmény keletkezésének helyén, az elsődleges látókéregben.

  • A látás az egyik leginkább összetett érzékünk.
  • A látás: érzékelés és gondolkodás A látás mint érzékelés Az észlelés az érző idegrostok révén, az idegpályákon közvetített érzékletek agyi feldolgozása.
  • Összefoglaló a Human Frontier Science Program nyertes pályázatáról.

Az már korábbi kísérletekből világos volt, hogy az idegsejtek különböző intenzitású aktivitással reagálnak a rúd helyzeteire, valahogy úgy, mintha a rúd egy rádió csatornakeresője lenne.

Az viszont újdonság volt, hogy kimutatták: egyáltalán nem mindegy, milyen minőségű képet adnak a rúdról.

hogyan befolyásolja a látás az agy működését optikai tesztek a látáshoz

A kísérleteket végző kutatók sokáig nem igazán foglalkoztak ezzel a zajjal, sőt inkább szabadulni akartak tőle, azonban Orbán Gergő és munkatársai felismerték, hogy ha a zaj nagysága változik attól függően, hogy mit lát a kísérleti állat, akkor feltehetően ennek is van valamilyen információtartalma. Több további kísérlet adatai nyomán egyre hogyan befolyásolja a látás az agy működését látták, hogy ez a zaj voltaképpen azt mutatja, mennyire biztosan tudta elhelyezni az agy a látottakat saját, a világról alkotott modelljében.

A nyári koncerteken készült fenomenális közönségfotók után az őszi felvételeket egyre komolyabb aggodalommal küldözgették egymásnak e-mailben a szülők, ugyanis a gyereknek valahogy nem sikerült eltalálni a megfelelő színt. Az iskolakezdés lehet a felelős? Vagy most tanulták a színeket, és összezavarták őket ezek a huncut tanárok? A megnyugtató válasz egy fizikus apukától érkezett, aki rávilágított, hogy a vénasszonyok nyarának esti koncertjei már a szürkületben zajlottak, és mivel az emberi színlátás hogyan befolyásolja a látás az agy működését sötétedéssel gyorsan romlik, a gyerekek egyre kevésbé tudták hirtelenjében megkülönböztetni a két színt egymástól.

Agy – Wikipédia

Modell és céltábla Orbán Gergőék elgondolása nagyjából a következőképpen áll össze. Agyunk folyamatosan érzékeli a bennünket körülvevő világot, és a rengeteg ismeret, emlék, tapasztalat, benyomás alapján megpróbálja valahogy modellezni az érzékszerveinken keresztül kapott információkat.

hogyan befolyásolja a látás az agy működését

Azonban akármit érzékeljünk is a világból, annak általában nem csak egyféle értelmezése lehet. Példánkban: az eddigi tapasztalatok alapján esélyesebb a karosszék, mint a két fura mankó.

A Neuronban, a világ egyik vezető idegtudományi lapjában most megjelent cikk szerzőinek elgondolása szerint a látókérgi idegsejtek aktivitása épp olyan, mintha folyamatosan mintát vennénk ezekből az értelmezésekből, méghozzá a súlyuknak megfelelő valószínűséggel.

Vizualizáció a tudománykommunikációban | Digitális Tankönyvtár

Orbán Gergő Forrás: mta. A közeli céltáblát nagyobb valószínűséggel találjuk el, a nyílvesszők elhanyagolható része szóródik szét a tábla körül, a távolabbin pedig sok-sok lehullott nyílvesszőből kirajzolódik, hogy hova is akartunk célozni, de a lövések hatalmas körben szórnak a tábla közepe körül.

Ha a helyzetet szeretnénk leírni, tárolhatjuk a két céltábla pontos helyzetét — íjásztehetségünk ismeretében ez pontosan meghatározza, milyen eséllyel találunk célba, és hogyan fognak szóródni a nyílvesszők a céltábla körül. Ez egy absztrakt modell a helyzetről. A látókéregben megjelenő idegsejt-aktivitás viszont olyan, mint egy mindkét céltáblára leadott lövéssorozat ez a mintavételahol a nyílvesszők szóródásából kirajzolódik, hogy voltaképpen milyen két céltábláról is volt szó, és honnan adtuk le a lövéseinket.

Amikor a szem a fájdalmasan ordító zebra fejét látja a pupilla látási problémája végén ez is feltűnik, az indításhoz kattintson a képreebben a képzeletbeli agyban megformálódik egy modell arról, hogy a szemünk mely részén milyen valószínűséggel számíthatunk fotonok érkezésére ezt mutatja a felső réteg az ábrán.

A szem részei – kívül

Noha a látókéreg idegsejtjei nem éppen a fotonok eloszlását jelenítik meg, e képzeletbeli idegsejtek képzeletbeli aktivitása jól mutatja, hogy zajosnak tűnő mintavételek sokaságából hogyan rajzolódik ki a zebra képe. A zebrás kép forrása: Istock. A cikkben ismertetett eredmények három komoly tanulsággal is járnak.

Lásd még fenti keretes írásunkat. Másodszor, ismét érdemes hátralépnünk egy kicsit, és újra átgondolni, miként 10 betűs látássérülés igen érzékeljük a valóságot, és mennyire látja — mennyire láthatja — két ember ugyanúgy a világot. Orbán Gergőék eredményei azt mutatják, hogy már az elsődleges látókéregben saját, világról alkotott modelljeink — persze állandóan változó súlyozású — halmazának alternatív jövőkép találjuk.

szemész kórház

Tehát a világ értelmezésének agyi modellje szűrőként rögtön ott áll tudatos érzékelésünk küszöbén. Azzal, hogy az idegi aktivitás szerkezetét immár mélyebben ismerjük, és megtudtuk, hogy az idegi aktivitás zajának is fontos szerepe van az információfeldolgozásban, az ennek figyelembevételével készült implantátumok sokkal hatékonyabban kommunikálhatnak az emberi idegrendszerrel, mint korábban.

Matematika a fekete dobozon kívül Egy elmélet persze akkor igazán értékes, ha kísérleti bizonyítékokkal támasztható alá. Hangya Balázs bizonyossággal kapcsolatos vizsgálataihoz hasonlóan itt sem tudjuk pontosan, hogy konkrétan hogyan épülnek fel agyunkban a valóságot leképező modellek.

Az agy működése

Itt is igaz ugyanakkor, hogy a kutatók elméletéből következő matematikai tulajdonságok változását a kísérleti körülmények függvényében jól lehet vizsgálni úgy is, ha az agy mélyebb működéseit fekete doboznak tekintik.

A hipotézisben felvetett statisztikai mintavételnek és az adatok szórásának ugyanis olyan matematikai törvényszerűségei vannak, amelyek nagyrészt függetlenek a világ agybeli reprezentációjától, viszont függenek a látottak optikai jellemzőitől.

Így például, ha a szem elé vetített kép kontrasztját vagy élességét növeljük, a repezentáció bizonyossága nő, vagyis a mért jelek szórása csökken — ez pedig már közvetlenül, kísérletesen is ellenőrizhető anélkül, hogy tudnánk, milyen agyi modellek működnek a háttérben.

hogyan befolyásolja a látás az agy működését

Orbán Gergő és társai ezért összeszedték azokat az idevágó kísérleteket, amelyek elérhetőek voltak az irodalomban, és szimulálták őket, majd összevetették a publikációkban kapott eredményekkel. Emellett egyéb állatkísérletek szabadon hozzáférhető adatait elemezték elméletük szempontjából. Ráadásul nemcsak a látás területéről ismeretesek a témához kapcsolódó kísérleti adatok.

Az agy matematikája – beszélgetés Orbán Gergővel

Az elmélet jól magyarázza azt az ismert furcsa jelenséget, amikor egy mozdulat tanulása során egymással ellentétes hatású izmok működnek egyszerre, látszólag teljesen feleslegesen. Ahogy egyre jobban megtanuljuk a mozdulatot, ez a jelenség lecseng, és egyre hatékonyabb, kecsesebb lesz a mozgás.

Orbán Gergőék elmélete — bár ők jelenleg a látókéreggel foglalkoznak — jól magyarázza az itt tapasztaltakat: amikor tanulunk egy mozdulatot, valamiféle cél lebeg előttünk.

Mivel ezek a modellek egyszerre vannak jelen, e folyamatos bizonytalanság miatt gyakran egyszerre ellentétes hatású izmok is összehúzódnak.

A tanulással azonban a modellek súlyozása is változik, és végül kikopnak a felesleges izom-összehúzódások.

mássalhangzó-látás kialakulása a női medence mérete szülészeti szempontból

Gauguin karosszéke Vincent van Gogh festményén — milyenek lehettek az ő agyának világról alkotott modelljei? Forrás: Wikimedia Commons NAP-os út a nagyobb hálózatok felé A Neuron című folyóiratban most megjelent cikk — melyet Orbán Gergő mellett Pietro Berkes, Fiser József és Lengyel Máté jegyez — zömében olyan eredményekről szól, melyek egyetlen vagy néhány idegsejt aktivitásának megfigyelésével is vizsgálhatók.

Ezek hogyan befolyásolja a látás az agy működését vizsgálatok meglepő módon akár egy laptoppal is elvégezhetőek, de az innen továbblépést jelentő számításoknak már több száz sejttel is meg kell birkózniuk: erre a laptop már nem lesz elég, azonban szerencsére ott az MTA Cloud.

Fontos információk