Новости

2 февраля, 2021 17:56

Зрительная система человека смогла автоматически распределить объекты по категориям

Источник: ТАСС
Сотрудники Национального исследовательского университета "Высшая школа экономики" (НИУ ВШЭ) доказали в ходе эксперимента предположение о способности зрительной системы автоматически, то есть без участия внимания, распределять объекты по категориям. Результаты работы опубликованы в журналe Scientific reports, сообщила 1 февраля пресс-служба Российского научного фонда, при поддержке которого выполнено исследование.
Один из авторов статьи Владислав Хвостов. Источник: пресс-служба ВШЭ
Руководитель исследования Игорь Уточкин. Источник: пресс-служба ВШЭ
3 / 4
Один из авторов статьи Владислав Хвостов. Источник: пресс-служба ВШЭ
Руководитель исследования Игорь Уточкин. Источник: пресс-служба ВШЭ

"Нас очень интересует и удивляет способность зрительной системы человека к распределению большого количества объектов по категориям. Например, при взгляде на яблоню человек мгновенно отделяет яблоки от листиков. Данное исследование показывает, что процесс быстрой категоризации может осуществляться автоматически на основе информации о различиях между объектами", - сказал один из авторов статьи младший научный сотрудник научно-учебной лаборатории когнитивных исследований департамента психологии НИУ ВШЭ Владислав Хвостов, слова которого приводят в сообщении.

С помощью зрения человек получает огромное количество информации, однако процесс ее обработки требует затраты когнитивных ресурсов. Как и процессор компьютера, человеческий мозг имеет ограничения по количеству данных, которые он может пропустить и сохранить в памяти. В соответствии с одной из гипотез зрительная система каким-то образом снижает "разрешение файлов", чтобы избежать перегрузки. В итоге такого "сжатия" вместо детального анализа объектов, зрительная система разбивает их на категории по общим признакам, например по размеру. В дальнейшем эти "первичные данные" могут быть использованы для более тщательного анализа.

В новой работе исследователи решили выяснить: может ли зрительная система автоматически распределять объекты по категориям. А также определить условия, при которых это происходит. В качестве индикатора исследователи приняли специфический параметр, измеренный методом электроэнцефалографии (ЭЭГ), - зрительную негативность рассогласования (НР). НР представляет собой разницу в активности мозга в ответ на стандартный (появляющийся часто) и девиантный (редкий) стимулы. НР показывает, что зрительная система заметила разницу между стимулами и, что важно, сделала это без участия внимания.

Ученые поставили простой эксперимент: участникам исследования предложили наблюдать за фигуркой несимметричного креста в центре поля и нажимать на кнопку каждый раз, когда крест повернется. Таким образом, внимание участников было сосредоточено на положении креста и сфокусировано в центре поля. Вокруг располагались ряды линий различных длины и наклона, которые различались в каждом из блоков эксперимента. При этом ученые с помощью ЭЭГ записывали активность мозга в ответ на фоновую визуальную стимуляцию.


Пример последовательности кадров в эксперименте. Единственной задачей испытуемых было нажимать на клавишу клавиатуры при повороте центрального креста (третья картинка слева). Размер креста увеличен на данной картинке для иллюстративных целей. Параллельно с крестом испытуемые видели фоновую стимуляцию, состоящую из линий разных длины и наклона. В большинстве случаев (стандартные стимулы) сочетание длины и наклона было одинаковым: длинные палочки были пологими, а короткие – крутыми, однако очень редко (девиантный стимул, седьмая картинка) это сочетание менялось на противоположное: длинные палочки становились крутыми, а короткие – пологими. Испытуемые не догадывались о смене стимула, однако анализ ЭЭГ-показателей выявил то, что зрительная система обнаруживала и эти изменения. Источник: Владислав Хвостов/ВШЭ

В результате авторы исследования пришли к выводу, что категоризация не могла осуществляться по одному простому признаку. То есть зрительная система разделяла палочки на группы по их сочетанию. Таким образом, ученые опровергли мнение о том, что зрительная система категоризирует объекты только на основе простых признаков. Она может решать и менее тривиальную версию этой задачи, используя их сочетание, отмечают исследователи. 

15 мая, 2024
Ученые выявили изотопные следы миграций древних жителей Крыма
Российские исследователи открыли изотопные свидетельства того, что древние жители Крыма периодичес...
7 мая, 2024
Древние забайкальцы добывали пемзу в Удокане на протяжении 6 тысяч лет
Ученые выяснили, что древние жители Забайкалья добывали вулканическую пемзу в одном и том же регио...