Экспериментальное подтверждение 5 страница

Грегори Р. Зрительное восприятие движения

201

так, показывает опыт с сигаретой, который мы уже описывали; в этом случае нет никакого систематического движения изображения по сетчат­ке, и тем не менее движение сигареты, прослеживаемое глазами, видно (рис. 1, Б).

Самым вероятным типом сигналов, возникающих при этом, были бы обратные сигналы от мускулатуры глаза, так что, когда происходит растяжение мышц глаза, в мозг посылаются обратные сигналы, указы­вающие на движение глаз, а также объектов, прослеживаемых взором. Таково было бы инженерное решение этой проблемы, но так ли решает ее природа? Мы можем получить ответ, если займемся, казалось бы, со­всем иным вопросом.

Почему мир остается стабильным, когда наши глаза двигаются?

Сетчаточные изображения перемещаются по рецепторам сетчатки всякий раз, когда наши глаза двигаются, — и все же мы не воспринима­ем движения, мир не вращается, как бы наши глаза ни двигались. По­чему это так?

Как мы знаем, существуют две нервные системы сигнализации дви­жений: система изображение/сетчатка и система глаз/голова. Очевидно, во время нормальных движений глаз эти системы тормозят друг друга, в результате чего и возникает стабильность зрительного мира. Идея вза­имного торможения этих систем как средства стабилизации зрительного восприятия рассматривалась Чарлзом Шеррингтоном - физиологом, внес­шим значительный вклад в анализ спинальных рефлексов, а также Гельм-гольцем; однако они объясняли это явление с различных позиций и осо­бенно расходились в оценке деятельности той системы, которую мы на­зываем системой восприятия скорости движения глаз/голова. Теория Шеррингтона известна под названием афферентной теории, а Гельмголь-ца - под названием эфферентной теории (рис. 2). Шеррингтон думал, что сигналы от глазных мышц составляют систему обратных афферентаций, поступающих в мозг, когда глаза двигаются, и что они тормозят сигна­лы движения, возникающие в сетчатке. Это представление известно в технике как обратная связь; однако для нервных сигналов, поступающих от глазных мышц, требуется довольно длительное время, чтобы дойти до мозга, и, если принять эту точку зрения, следовало бы ожидать появ­ления неприятных ощущений неустойчивости всех видимых предметов каждый раз, когда мы двигаем глазами, до тех пор пока афферентные сигналы от глазных мышц не достигнут мозга и не затормозят сетчаточных сигналов движения. Гельмгольц высказал совершенно иное предпо­ложение. Он считал, что сетчаточные сигналы движения тормозятся не сигналами от глазных мышц, а центральными сигналами, исходящими от мозга и управляющими самими движениями глаз.

202

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

Рис. 2. Почему мир остается стабильным, когда наши глаза двигаются? Согласно афферентной теории, сигналы движения, поступающие от сетчатки (от системы изображение/сетчатка), тормозятся сигналами, идущими от глазных мышц (аф­ферентными). Согласно эфферентной теории, сетчаточные сигналы движения тормозятся сигналами команды, управляющими самими движениями глаз, сигна­лами (эфферентными), которые, в свою очередь, регулируются внутренней замк­нутой системой мозга. Факты свидетельствуют в пользу эфферентной теории

Решение этого вопроса может быть получено с помощью очень про­стых экспериментов, которые читатель может проделать на себе самом. Попробуйте осторожно двигать глаз пальцем, закрыв другой глаз рукой. Когда глаз смещается пассивно, мир будет казаться вращающимся в на­правлении, противоположном движению глаза. Очевидно, стабильность видимого мира поддерживается не пассивными, а нормальными произ­вольными движениями глаз. Так как мир движется в направлении, об­ратном направлению пассивного движения глаза, очевидно, что система восприятия движения изображение/сетчатка продолжает работать; здесь выключена только система глаз/голова. Можно было бы спросить, поче­му система глаз/голова связана только с произвольными, но не с пассив­ными движениями глаз? Шеррингтон полагал, что эта система работает с помощью сигналов, идущих от рецепторов растяжения, находящихся в глазных мышцах. Такие рецепторы растяжения мышц хорошо извест­ны, они посылают обратные сигналы от мускулатуры при движении ко-

Грегори Р. Зрительное восприятие движения

203

нечностей. Однако создается впечатление, что система восприятия дви­жения глаз/голова работает иным образом, так как рецепторы растяже­ния продолжают посылать сигналы и при пассивном состоянии глазных мышц.

Мы можем прекратить все сетчаточные сигналы движения и по­смотреть, что произойдет при пассивном перемещении глаза. Это можно легко сделать с помощью засвета ярким светом (или фотографической вспышкой), чтобы получить последовательный образ. Это вызовет утом­ление одного определенного места сетчатки, соответствующего фотогра­фической вспышке, и этот образ будет передвигаться точно вместе с гла­зом, так что, хотя глаз и будет двигаться, сигналы от перемещения изоб­ражений по сетчатке не смогут возникнуть. Если мы будем наблюдать за последовательным образом в темноте (чтобы избежать фона), мы об­наружим, что, когда глаза пассивно приводятся в движение пальцем, последовательный образ не перемещается. Это очень убедительный до­вод против афферентной теории, так как активность рецепторов растя­жения должна была бы вызвать перемещение последовательного образа вместе с глазом, если бы эта активность в обычных условиях тормозила сетчаточные сигналы движения.

Теперь, если глаз будет двигаться произвольно, мы обнаружим, что последовательный образ перемещается вместе с глазом. Куда бы глаз ни переместился, последовательный образ будет следовать за ним. Гельмгольц при объяснении этого факта исходил из предположения, что здесь мы име­ем дело не с афферентной активностью, идущей от глазных мышц, вовле­ченных в движение, а с эфферентными сигналами команды, управляющи­ми движением глаз. Эта эфферентная теория, как мы уже видели, утверж­дает, что сигналы команды регулируются внутренней замкнутой системой мозга и подавляются сетчаточными сигналами движения. Когда этих сет-чаточных сигналов нет, как в случае с последовательным образом, види­мым в темноте, мир вращается вместе с глазом, потому что сигналы ко­манды не тормозятся сетчаткой. Пассивные движения глаза не вызывают движения последовательного образа, так как в этом случае нет системы, которая давала бы сигналы движения.

В клинических случаях, при каких-либо нарушениях глазных мышц или их нервного аппарата, у пациентов появляется ощущение вращения окружающих предметов, когда они пытаются двигать глазами. Их мир движется в том же направлении, в котором они намеревались двигать гла­зами. Это происходит также и тогда, когда мышцы глаза парализуются с помощью кураре — южноамериканского яда для стрел. Немецкий ученый Эрнст Мах фиксировал свои глаза мастикой так, что они не могли двигать­ся, и он получил те же результаты.

Система глаз/голова, таким образом, приводится в действие не фак­тическими движениями глаз, а командой двигать глазами. Она работает даже в тех случаях, когда глаза не повинуются команде. Удивительно,

204

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

что сигналы команды могут вызывать восприятие движения: принято думать, что восприятие движения исходит от глаз, а не от находящихся в глубине мозга аппаратов, контролирующих движения глаз.

Почему же возникла такая странная система? Это тем более удиви­тельно, что в глазных мышцах действительно были обнаружены рецеп­торы растяжения. Афферентная система, или система обратных связей, по-видимому, действовала бы слишком медленно: пока сигнал обратной связи достиг бы мозга, чтобы затормозить сетчаточные сигналы движе­ния, было бы слишком поздно.

Тормозящий сигнал мог бы начаться в тот же самый момент, что и команда к движению глаз, и тогда он мог бы затормозить сетчаточный сигнал без опоздания. Действительно, для того, чтобы сигнал сетчатки достиг мозга, требуется немного времени («время сетчаточной реакции»), но тогда сигнал команды пришел бы в мозг для затормаживания сетчаточного сигнала слишком рано, однако этот сигнал команды задержива­ется, чтобы совпасть по времени с сигналом сетчатки. В этом мы можем убедиться при тщательном исследовании движения последовательного образа при произвольных движениях глаз. Всякий раз, когда глаз дви­гается, требуется некоторое время, чтобы возникло движение последова­тельного образа, и, очевидно, эта отсрочка и приводит к тому, что уп­равляющий командный сигнал достигает мозга не раньше, чем сигнал от сетчатки. Можно ли представить себе более совершенную систему?

 

 

Иллюзии движения

Теперь мы обратимся к некоторым иллюзиям движения. Подобно другим иллюзиям, они имеют практическое значение и могут приблизить нас к пониманию закономерностей процессов восприятия.

Случай с блуждающим светом

Читатель, может быть, захочет провести следующий опыт. Для это­го нужна одна зажженная папироса, положенная на пепельницу в дальнем конце полностью затемненной комнаты. Если наблюдать за тлеющим кон­цом папиросы в течение нескольких секунд, можно обнаружить, что свет беспорядочно блуждает по комнате, то устремляясь в каком-то одном на­правлении, то слегка колеблясь из стороны в сторону. Это движение может быть парадоксальным, огонек будет казаться в одно и то же время движу­щимся и, однако, не меняющим своего положения. Этот парадокс воспри­ятия важен для понимания не только этого феномена движущегося света, но и для понимания самой основы того, каким образом движение представ­лено и закодировано в нервной системе.

Грегори Р . Зрительное восприятие движения

205

Этот эффект света, движущегося в темноте, известен как аутоки-нетический феномен. Ему посвящено множество дискуссий и экспери­ментальных работ. Десятки теорий выдвигались для его объяснения, он использовался даже в качестве показателя внушаемости и группового взаимодействия: одни люди в большей мере обнаруживали тенденцию видеть движение света в одном и том же направлении, чем другие, хотя на самом деле он, разумеется, был неподвижен.

Для объяснения этого эффекта привлекались самые различные те­ории. Утверждалось, что небольшие частицы, плавающие в глазной жид­кости, которая находится в передней камере глаза, могут дрейфовать, становясь смутно видимыми в этих условиях. Предполагалось далее, что кажутся движущимися не частички, а пятно света, подобно тому как луна может казаться проносящейся по небу ночью, когда ветер быстро гонит облака. Этот эффект, известный под названием «индуцированное движение», будет рассмотрен ниже. Имеется, однако, достаточно фак­тов, говорящих о том, что это явление не имеет отношения к аутокине-тическому феномену, так как движение возникает в направлении, не связанном с направлением дрейфа частичек в глазу (они становятся бо­лее ясно видимыми при наклонном освещении глаза); то же имеет мес­то и во всех других случаях, когда частицы обычно вообще не видны. Другая теория, которая в общем, несмотря на ее несостоятельность, принимается офтальмологами, состоит в том, что глаза не могут сохра­нять фиксацию точно на источнике света, видимого в темноте, и что отклонение глаз является причиной блуждания изображения светового пятна по сетчатке, что и вызывает впечатление кажущегося движения света. Эта теория была полностью опровергнута в 1928 г. Гилфордом и Далленбахом, которые фотографировали глаза в то время, когда субъект наблюдал за световым пятном и сообщал, видит ли он движение и в каком направлении. Движение светового пятна, о котором сообщал ис­пытуемый, сопоставлялось с фотографией реальных движений глаз; при этом не было обнаружено никакого соответствия между этими двумя группами данных. Более того, движения глаз в этих условиях были ис­ключительно малы. Этот эксперимент, по-видимому, прошел в значи­тельной мере мимо внимания исследователей.

Все попытки, кроме одной, объяснить блуждание света в темноте, исходили из предположения, что нечто двигается: или частицы в глазной жидкости, или глаза, или своего рода внутренние схемы. Последнее предположение составляло важную часть теории восприятия гештальтпси-хологов. Они придавали большое значение эффекту движущегося света. Коффка в своей знаменитой «Гештальтпсихологии» в 1935 г. писал:

«Эти "аутокинетические движения", следовательно, доказывают, что на­блюдаемое явление не фиксировано ни в одном из участков сетчатки; оно ло­кализуется внутри некой схемы и исчезает, когда схема устраняется <...>, Аутокинетические движения представляют собой наиболее впечатляющий

206

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

пример существования и функциональной эффективности общей простран­ственной схемы, но действие этих внутренних схем распространяется на весь наш опыт».

Это утверждение не так ясно выражено, как хотелось бы, но дока­зано ли оно? Мне кажется, что оно содержит существенное заблуждение.

То, что правильно для мира вещей и его наблюдения, не обязатель­но справедливо для ошибок наблюдения, или иллюзий. Важно уяснить это различие. Любой орган чувств может давать ложную информацию: давление на глаз может вызвать в темноте ощущение света, электри­ческая стимуляция окончаний чувствительных нервов вызовет ощуще­ния, которые в обычных условиях возникают при адекватном раздраже­ний органов чувств. Точно так же, если определенные нервные аппара­ты ответственны за восприятие движения, мы вправе ожидать появления иллюзий движения, если работа этих аппаратов наруша­ется. Это похоже на то, что происходит в искусственном детекторе дви­жения; стрелка спидометра автомобиля может застрять, скажем, на де­лении 20 км/ч и будет показывать эту скорость, хотя машину уже за­перли в гараже.

Путаница, и довольно серьезная, возникла, я думаю, из-за неуме­ния различать условия, необходимые для действительной оценки ско­рости объектов, и условия, при которых возникает ложная оценка.

Верно, что всякое реальное движение объектов в мире относитель­но, и мы можем только говорить о движении одного объекта по отноше­нию к другому (или измерять эти движения). Это положение фактичес­ки составляет основу специальной теории относительности Эйнштейна. Оно было сформулировано еще в XVII столетии Беркли, когда он оспа­ривал одно из положений «Начал» Ньютона.

«Если каждое место пространства относительно, следовательно, и каждое движение — относительно <...>. Движение нельзя понять без определения его направления, а направление, в свою очередь, не может быть понято вне отно­шения движения к нашему телу или другим телам. Вверх, Вниз, Направо, Налево — все эти направления и места базируются на определенных отно­шениях; всегда необходимо представить себе другое тело, независимое от дви­жущегося; так что движение относительно по своей природе <...>.

Следовательно, если мы допустим, что все, кроме земного шара, уничтоже­но, то будет невозможно представить себе любое движение этой планеты».

Авторы работ по восприятию предполагали, однако, что если нич­то не движется — ни глаз, ни частицы в глазу, ни что-либо еще,— то невозможно будет испытать даже иллюзию движения, например, воспри­нять движение светового пятна в темноте. Блуждание света считалось проявлением такой же ситуации, как в примере Беркли с земным шаром, где все, кроме Земли, уничтожено; однако этот феномен не имеет ничего общего с упомянутыми выше рассуждениями.

Грегори Р . Зрительное восприятие движения

207

Рис. 3. Эта гистограмма, изображенная в виде часов, показывает, в каком направлении происходит кажущееся движение небольшого слабого светового пятна, видимого в темноте, после фиксации взгля­да в одном из четырех направлений (каждый раз в течение 30 с). Стрелки показывают направление фиксации взора; области, за­крашенные черным цветом, обозначают направление кажущегося движения в течение 30 с после прекращения фиксации; заштрихо­ванные участки показывают направление кажущегося движения в последующие 30 с. Цифры означают продолжительность (в секун­дах) кажущегося движения в пределах двух минут после фиксации

Неверно думать, что ошибочная оценка движения, или иллюзия движения, предполагает наличие какого-то объекта, движущегося отно­сительно другого. Ведь эти иллюзии могут появиться просто из-за нару­шения или потери калибровки в измеряющем приборе — будь то спидо­метр или глаз. Нам следует теперь попытаться определить род наруше­ния или потери калибровки зрительной системой, в результате которого могла бы возникнуть иллюзия блуждания света. Для того чтобы сделать это, мы попробуем вызывать систематические кажущиеся движения све­тового пятна посредством преднамеренного нарушения работы системы.

Если устойчиво фиксировать глаза в течение нескольких секунд в любом направлении, а затем вернуть их к нормальному центральному

208

Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия

положению и смотреть на маленькое слабое световое пятно в темноте, как и прежде, возникает впечатление, что свет быстро движется в на­правлении положения, в котором глаза были до этого фиксированы, или, возможно, в другом направлении, но в пределах той же самой плоско­сти. Движение может продолжаться в течение нескольких минут, если глазные мышцы значительно утомлены такой процедурой (рис. 3). В этом случае утомленным глазным мышцам требуются необычные командные сигналы, чтобы удержать фиксацию глаз на световом пятне, но это те же самые командные сигналы, которые в обычных условиях управляют дви­жениями глаз, когда они следят за движущимся объектом. Таким обра­зом, мы видим движение, когда мышцы утомлены, хотя ни глаз, ни изоб­ражение на сетчатке не двигаются. Иллюзорные блуждающие движения при аутокинетическом эффекте, видимо, возникают в результате коман­дных сигналов, поддерживающих фиксацию, несмотря на легкие спон­танные флуктуации в работе мышц, приводящих глаза в движение. Не движение глаз, а корректирующие сигналы, которые предотвращают это движение, являются причиной иллюзорного блуждания светового пятна в темноте.

Мы можем теперь задать вопрос: если корригирующие сигналы вызывают кажущееся движение светового пятна в темноте, то почему они не вызывают нарушения стабильности вещей в обычных условиях? Почему внешний мир обычно стабилен? На этот вопрос еще нет оконча­тельного ответа. Возможно, что при наличии большого поля зрения сиг­налы нестабильности игнорируются, потому что мозг полагает, что боль­шие объекты стабильны, пока нет явных доказательств противного. Это предположение подтверждается эффектом «индуцированного движения», к которому мы еще обратимся. Но прежде всего мы должны вспомнить, что иногда и привычный мир начинает колебаться.

Пример колебания окружающих предметов

Внешний мир кружится, когда мы утомлены или страдаем от мало­приятных последствий алкоголя. Об этом остроумно сказал Шеридан. Два приятеля подвели его к входной двери его дома на Беркли Сквер, а сами пошли по домам. Оглянувшись, они увидели, что он все еще стоит в том же положении. «Почему ты не входишь?» — закричали они. «Я жду, пока моя дверь снова приблизится ко мне, тогда я проскочу в нее», — ответил Шеридан. Как это связано с явлением блуждающего светового пятна, еще не совсем ясно. Возможно, что в данном случае нарушается система ко­манд, управляющих движениями глаз, или алкоголь уменьшает значи­мость внешнего мира, так что те ошибочные сигналы, которые в обычных условиях игнорируются, теперь воспринимаются как верные. Подобно тому, как нами в состоянии усталости или опьянения могут овладеть раз­личные видения и необоснованные страхи, мы можем в этом состоянии

---

Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 108; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!