Текст книги "Газета Троицкий Вариант 44 (22_12_2009)"

Зрение обманывает иллюзию

Наше зрение позволяет по-разному видеть мир, в зависимости от того, какая задача перед нами стоит

М ы смотрим на мир двумя глазами. Это означает, что мозг получает одновременно два изображения, несколько отличных друг от друга. Тем не менее, в процессе восприятия они сливаются в одну визуальную картину – мы не видим их по отдельности. Точно так же мы не замечаем, что на самом деле у нас работают две системы зрения. Задействуя каждую из них, мозг видит одну и ту же сцену по-разному. Чтобы осмысленно и эффективно ориентироваться в окружающем мире, нам необходимы оба отображения. И хотя на практике отделить их друг от друга не так легко, обнаружить разницу помогают зрительные иллюзии.

Как правило, мы используем зрение для решения двух основных задач. С одной стороны, оно дает нам представление об объектах окружающего мира. С другой – играет ключевую роль в управлении действиями, которые мы предпринимаем в отношении этих объектов. Более 15 лет назад специалисты по визуальному восприятию Goodale M.A. и Milner A.D. предположили, что в мозге возникло разделение труда, связанное с каждой из этих функций. Сигналы, приходящие от глаз в зрительную кору, разделяются затем на два разнонаправленных потока нервных импульсов. Так называемый вентральный поток передает информацию в нижнюю часть мозга, инферотемпоральную зону, где формируется детальная репрезентация окружающего мира. Второй, дорзальный поток устремлен в область задне-теменной коры и используется для гибкого, осуществляемого в режиме реального времени, контроля манипуляций с непосредственно видимыми объектами. Например, когда нужно схватить или поймать предмет.

По утверждению авторов гипотезы, разделение визуальной информации на два отдельных потока возникло в ходе эволюции, так как восприятие и действие требуют различных способов преобразования одних и тех же зрительных сигналов. Чтобы успешно схватить объект, для мозга крайне важно вычислить фактический размер объекта и установить его точное положение по отношению к наблюдателю (т.е. выразить его в эгоцентрических координатах). Более того, время, затрачиваемое на эти расчеты, критично. Наблюдатель и цель редко пребывают в статичном положении относительно друг друга, и, как следствие, эгоцентрические координаты могут резко меняться от момента к моменту. Чрезвычайно важно, чтобы эти параметры были просчитаны непосредственно перед самым началом движения. По этой причине непродуктивно хранить их в памяти. Иначе говоря, «зрение-для-действия» работает во многом в «онлайн» режиме.

Требования, предъявляемые к восприятию, заметно отличаются. «Зрение-для-восприятия» не полагается на вычисления абсолютных размеров предметов и их эгоцентрических координат. Вместо этого оно оценивает размер, форму и ориентацию объекта в первую очередь по отношению к другим объектам. Видимая сцена служит внешней системой отсчета. Это позволяет получить устойчивую репрезентацию объекта и его окружения, не требуя точной информации о его абсолютных размерах или его положения относительно наблюдателя. В действительности расчет реальных размеров и расстояний до всех предметов в поле зрения привел бы к астрономической нагрузке на зрительную систему.

Продукты восприятия также должны быть доступны гораздо дольше. Они записываются в память. Нам может понадобиться узнать объекты, которые мы видели минуты, часы, дни и даже годы до того. Помимо прочего кодирование такой информации должно быть до некоторой степени абстрактным, очищенным от конкретной позиции наблюдателя и условий просмотра. Благодаря этому вы удерживаете в своем восприятии постоянство формы и цвета чашки, несмотря на угол, с которого смотрите на нее (хотя реально видимые характеристики предмета существенно изменяются). Можно сказать, что для «зрения-для-восприятия» характерен «оффлайн» режим.

Считается, что функция восприятия, а следовательно, и соответствующий ей поток сигналов возникли эволюционно позже, нежели более древняя система руководства действиями. С первой связаны развитые когнитивные возможности, которые не требуются для простых движений в среде. В пользу гипотезы двух потоков нейрофизиологами накоплены обширные данные сканирований мозга, а также исследований обезьян и пациентов с локальными нарушениями в зонах прохождения и обработки визуальной информации. И те, и другие в случае повреждения областей вентрального потока были безошибочны в двигательной активности, легко обходили препятствия и манипулировали с предметами. Однако имели явные проблемы с распознаванием. К примеру, все объекты небольшого размера воспринимались больными в качестве пищи: как макаки, так и люди пытались положить увиденные предметы в рот подобно маленьким детям. Иными словами, затруднение у них вызывали восприятие контекста и извлечение смысла из визуальной картины при нетронутом и активном «зрении-для-действия» дорзального потока.

Вогнутое лицо

Тем не менее, продемонстрировать идею о двух типах зрительных систем в практическом эксперименте довольно сложно. Для этого нужно как-то разделить два вида зрения и показать отличия в прочтении одной и той же сцены. Перед учеными встала задача найти ситуацию, в которой мозг видит по-разному в зависимости от выбранного режима обработки визуальной информации. Для этих целей как нельзя лучше подходят зрительные иллюзии. Они – яркий пример того, как человек видит не то, что видят его глаза. Вопрос в том, обманывается ли весь мозг. Оказывается, нет: сбой дает лишь зрительная система, формирующая долговременное восприятие. Вторая система, «зрение-для-действия», видит изображение как есть, более точно отображая реальность.

В эксперименте, опубликованном в журнале «Brain Research», исследователи из Университета Западного Онтарио и Университета Бристоля предложили людям известную иллюзию перевернутой маски.

Как правило, смотря на маску с обратной стороны, человек видит нормальное выпуклое лицо, хотя на самом деле ситуация противоположная. Ошибка в таком случае составляет несколько сантиметров в глубину, что очень удобно для целей опыта: такую ошибку легко зарегистрировать. Участникам эксперимента дали простейшее задание. Им нужно было быстро, одним щелчком пальцами смахнуть с вогнутого или выпуклого лица специальную метку размером с насекомое.

Вентральный и дорзальный потоки

По мысли ученых, в этой задаче у испытуемых будет задействовано «зрение-для-действия» и они должны точно попадать по метке, не промахиваясь. Притом, что восприятие в обоих случаях сообщает мозгу, что лицо выпуклое. Это в свою очередь проверялось на других стадиях эксперимента, когда участники должны были медленно указать местоположение метки или нарисовать ее вместе с лицом на бумаге.

Результаты описанных опытов оказались поразительными. Несмотря на устойчивую иллюзию обратной глубины, люди попадали по метке, когда это нужно было сделать максимально быстро. Их движениями в этом случае руководило «зрение-для-действия», и оно не ошибалось. Вогнутое лицо система дорзального потока видела вогнутым, а выпуклое – выпуклым. Вместе с тем медленные движения, где большую роль играло «зрение-для-восприятия», завершались в точке, характерной для иллюзорного распознавания маски. В этом случае мозг любое лицо считал выпуклым.

В контексте предположения о двух потоках итоги опыта более чем убедительны. Гипотеза действительно предсказывает наблюдаемую разницу между действием и распознаванием. Решающую роль в интерпретации вогнутой маски в качестве выпуклой формы играет именно узнавание в ней лица. Лицо, как известно, вогнутым не бывает. В данном случае визуальная система оценивает всю сцену целиком, задействуя довольно высокие уровни абстракции. В противоположность этому, выполнение быстрого действия с меткой требует сосредоточения мозга на конкретной цели и точного расчета расстояния до нее. В этом случае он не нуждается в вычислении отношений между всеми элементами ретинального (поступающего от глаз) изображения. Таким образом, визуальная система, руководящая движением, оказывается нечувствительной к иллюзиям, затрагивающим восприятие.

Иными словами, когда дело касается быстрых движений, направленных на манипуляцию с предметами, мы видим лучше и действуем точнее, чем в случае «обычного» зрения.

Денис Тулинов

Kryliczak G, Heard P, Goodale M A, Gregory R L, 2006, «Dissociation of perception and action unmasked by the hollow-face illusion»

Brain Research 1080 9–16. doi:10.1016/j. brainres.2005.01.107.

Goodale M A, Gonzalez C L R, Kr^liczak G, 2008, «Action rules: Why the visual control of reaching and grasping is not always influenced by perceptual illusions» Perception 37(3) 355366. doi:10.1068/p5876.

Отповедь продажным писакам

Уважаемая редакция!

Ни в коем случае не хочу, чтобы вы приняли это на свой счет: я глубоко чту и уважаю весь редакционный коллектив «Троицкого варианта», как и всех вообще адресатов своих посланий. Но есть и другие журналисты – журналюги им имя – стада безграмотных болтунов, которые только и могут восхищаться какой-нибудь Ксюшей Собчак да говорить гадости о людях серьезных и солидных. Понавыдергивают фактов из реальности – и пошла писать губерния. Сколько достойных людей пали жертвами этой шакальей стаи – и не сосчитаешь.

Особенно мне печально видеть, когда продажные писаки рядятся в тогу академической учености и для того только, чтобы облаять, да, саму Академию! До глубины души меня возмутила история с нашумевшим письмом так называемого клуба якобы научных журналистов про визит вице-президента РАН Сергея Михайловича Алдошина со свитой в лабораторию Виктора Ивановича Петрика. Якобы там уважаемый вице-президент что-то не то нахваливал, свитские Петрику памятник ставить собирались и про отличную науку говорили. Хотя вот назвал письмо «нашумевшим» и подумал – да это у них в головах пустых письмо нашумело, а нормальные люди и роликов не видели, и письма не читали, а спокойно занимаются своими делами. Но история-то все равно дрянь. Задуматься бы этим мелким людишкам, кто они и кто – какого крупнокалиберного масштаба – человек, которого они хают? Академик! Вице-президент РАН! Это вам не рог моржовый, это крупный ученый и организатор науки, величина государственного значения, может быть, ему вчера еще случалось лично с Президентом России поручкаться и он с тех пор руки не мыл. Он, в отличие от журналюг продажных, графен от графина отличить может и в состоянии оба предмета использовать по прямому назначению. В общем знать вы должны, сверчки чернильные, что вице-президенту виднее, можно ли связи между атомами без затраты энергии разрывать или нет. Не вашего это ума дело!

Что касается «бездеятельности» Академии, то очень правильно сказал Юрий Сергеевич на Общем собрании: не надо стрелять из пушки по воробьям. Бороться с лжеучеными нужно спокойно, без надрыва. Очень правильно! Не следует идти на поводу у продажных писак, нужно спокойно работать.

А от себя вот что добавлю. Не понимаю, почему мы, ученые, должны реагировать на критику и замечания профанов, журналистов и так называемых налогоплательщиков, которые-де вправе знать, на что их деньги тратятся, и требовать чего-то. Давно уже поэт сказал: «Если тебе корова имя, у тебя должно быть молоко и вымя». То есть если тебе налогоплательщик имя, то крепи государство налогами своими, а не умничай попусту. Для этого другие, специально поставленные сверху люди есть, они с твоими деньгами разберутся. И сколько вы ни лайте, журналюги и демагоги, а инновационный, бюджетный караван все равно идет и идти будет.

Впрочем, не хочется заканчивать письмо любимым читателям любимой газеты на обращенной к продажным писакам ноте – Новый год ведь на носу. Что я хочу сказать вам, мои дорогие коллеги и собратья по счастью быть учеными и преподавателями? Проходят суровые годы борьбы за свободу страны от заокеанского диктата и суверенную демократию, а за ними, как водится, другие приходят, они будут так же трудны. В нелегкое время мы живем, в самый разгар мирового кризиса. Да, денег будет меньше, а цены будут выше, но мы верим и твердо знаем, что наша партия и правительство сделают все, чтобы мы всемерно окрепли под их управлением, а страна наша вышла из кризиса и понеслась птицей-тройкой по страницам Стратегии-2020. Мы твердо знаем, что у нас будет что выпить и чем закусить в новогодний праздник, готовясь выслушать напутствие родного президента, а затем – осмысливая сказанное. Поэтому я хочу пожелать вам всем, мои дорогие, весьма дорогие для бюджета коллеги, здоровья, успехов в работе и стойкости в личной жизни. И пусть даже в утренней головной боли новогоднего похмелья нам отдается звон кремлевских курантов, отмечающий наступление нового 2010 года, года всемерной модернизации и энергосбережения!

Иван Экономов

С изобретателями иметь дело трудно…

Новогоднее пожелание в адрес ТрВ (вместе с рождественской историей) от известного российского социолога, психолога, докт. философ. наук, академика РАО, почетного профессора Корнелльского университета И.С. Кона

П риветствую незнакомое племя растущих молодых ученых! Всего вам наилучшего в Новом году!

Честно говоря, я вам сочувствую. В современной науке так много гитик, а постмодернизм допускает такой безграничный плюрализм, что отличить науку от лженауки стало затруднительно. Самый надежный традиционный критерий – усмотрение высокого начальства, от которого зависит распределение должностей и грантов.

Лет 40–50 тому назад, когда в очередной раз зарождалась отечественная социология, некоторые мои коллеги, совсем не юноши, увлекались социологией науки и даже стали разрабатывать критерии её эффективности. Я им говорил: «Ребята, не надо! Академики не глупее партийных бюрократов, они изведут вас быстрее и радикальнее, чем любое другое начальство». Но моих мудрых советов никогда не слушали. Зато теперь я с удовольствием читаю новые, гораздо более основательные проекты, «как нам реорганизовать рабкрин».

Еще раньше, в 1947 г., я читал пятитомную классическую «Историю политических учений» знаменитого русского юриста Бориса Николаевича Чичерина (1877). Больше всего меня поразило её предисловие, где автор рассказывал, как он преподавал в Московском университете, но в знак протеста против курса Министерства народного просвещения вышел в отставку, уехал в родовое имение и там написал свой труд. Я сразу подумал: «Насколько легче отстаивать собственное мнение, если у тебя есть наследственное имение!». С тех пор я уважаю частную собственность и свободу перемещения в пространстве. В СССР не было ни того, ни другого. Теперь благодаря покойному Егору Гайдару они у нас в принципе есть.

А вот как материализовать виртуальную реальность и совместить борьбу за свободу и собственность с самореализацией в науке – каждый решает по-своему.

А с изобретателями иметь дело иногда трудно. Вы этого, возможно, не знаете, но в советское время был случай (это не байка), как один сумасшедший пришел в Президиум АН. Вице-президента, который, как ему казалось, маринует его изобретение, не застал и отрезал голову другому чиновнику. После этого туда перестали пускать всех подряд.

В советское время чиновники были обязаны отвечать на любые письма, поэтому они любую чепуху пересылали в Академию, и люди должны были писать аргументированные ответы, причем это могло продолжаться бесконечно. Чтобы не ввязываться в такие истории, ученые предпочитали отговариваться тем, что они не специалисты, и называли чьи-то другие адреса. Я считал это беспринципным.

Однажды какой-то псих, впридачу ветеран, прислал лично мне на адрес Института этнографии трактат по вопросам теории воспитания, которому в двух научных журналах мотивированно отказали (он прислал письма), и просил дать отзыв. Я ему очень вежливо, но заведомо неформально, в рукописном письме ответил, что сделать этого не могу, так как считаю работу непрофессиональной, а публикацию ее – нецелесообразной.

После этого он написал жалобу в ЦК КПСС, что профессор Кон ответил ему недостаточно детально и не на официальном бланке. Оттуда письмо переслали в Ленинградский горком, а оттуда – в райком партии, и те потребовали у нашей дирекции и партбюро, чтобы я ответил подробно и встретился с заявителем. Я отказался. Райком стал на меня давить через секретаря партбюро, что я обязан это сделать, им же нужно отвечать в ЦК. Я рассердился и просил секретаря передать райкому, что я их просто послал к черту.

Мотивы?

1) Письмо было адресовано мне лично, а я, в отличие от чиновников, никому отвечать не обязан.

2) Поручить это дело мне дирекция Института не может, потому что вопросы теории воспитания вообще не входят в компетенцию Института, а чем я занимаюсь в свободное время – мое личное дело.

3) Если райком ко мне еще раз обратится с этим делом, я напишу жалобу в ЦК, что они отрывают ученых от работы, мое письмо тоже перешлют вниз, и им придется на него отвечать. После этого от меня отстали. Но, как вы понимаете, не всегда можно было ссориться с райкомом.

Назад к карточке книги "Газета Троицкий Вариант 44 (22_12_2009)"