Smadzenes savieno punktus līniju zīmējumos

Smadzeņu attēlveidošana ir devusi jaunu atzinību par “vienkāršiem” līniju zīmējumiem, kad pētnieki atklāj smadzeņu apbrīnojamo spēju no dažām rindiņām atjaunot detalizētas ainas.

Pētnieki atklāja, ka līnijas zīmējumā attēlotās “pludmales” ainas skatīšanās pētījuma dalībniekiem aktivizēja gandrīz tādus pašus smadzeņu darbības modeļus kā faktiskas pludmales krāsainas fotogrāfijas skatīšanās.

Tas pats attiecās uz gadījumiem, kad cilvēki skatījās līniju zīmējumus un citu dabas ainu fotogrāfijas, tostarp pilsētas ielas, mežus, šosejas, kalnus un birojus.

Jāatzīmē, ka pat tad, kad pētnieki līnijas zīmējumā noņēma līdz pat 75 procentiem pikseļu, cilvēkiem tomēr izdevās labāk nekā nejauši noteikt līniju attēlojumu - ja vien atlikušās līnijas parādīja ainas plašās kontūras.

"Mūsu rezultāti liecina, ka mūsu smadzenes var atjaunot veselas detalizētas ainas tikai no dažām rindām," sacīja Dirks Bernhards-Valters, Ph.D., pētījuma vadītājs un Ohaio štata universitātes psiholoģijas docents.

"Šo smadzeņu attēlojums mūsu ainās, šķiet, ir nedaudz abstraktāks, nekā daži varētu domāt - mums nav vajadzīgas tādas funkcijas kā faktūra un krāsa, lai pludmalei noteiktu no ielas ainas," viņš teica.

Pētījumu rezultāti ir publicēti Nacionālās Zinātņu akadēmijas raksti.

Pētījumam 10 dalībnieki apskatīja krāsu fotogrāfijas un līniju zīmējumus sešām ainu kategorijām - pludmales, pilsētas ielas, meži, lielceļi, kalni un biroji -, kamēr viņu smadzenes skenēja, izmantojot funkcionālo magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (fMRI).

FMRI attēli parādīja pētniekiem, kas notiek vairākos dalībnieku smadzeņu apgabalos, kad viņi apskatīja fotoattēlus un līniju rasējumus. Nozīmīgākie rezultāti tika sasniegti parahipokampu vietas apgabalā (PPA), smadzeņu zonā, par kuru zinātnieki zina, ka ir svarīga loma ainu (nevis seju vai priekšmetu) kodēšanā un atpazīšanā.

Izmantojot datus no brīža, kad dalībnieki skatījās krāsainās fotogrāfijas, pētnieki apmācīja uz programmatūru balstītu dekodētāju, lai pastāstītu, kāda veida ainu dalībnieki skatījās - pludmali, kalnu utt., Pamatojoties uz smadzeņu darbības modeļiem PPA, kas parādīts fMRI.

Dekoders bija tālu no perfekta, taču tas bija labāk nekā nejaušība, lai prognozētu, kādu ainu cilvēks skata konkrētā fMRI attēlā.

Vissvarīgākais ir tas, ka dekodētājs varēja tikpat labi prognozēt, kuru ainu cilvēks skatīja, kad tā bija vērsta uz līniju zīmējumiem, kā arī uz fotogrāfijām. Faktiski dekodētājam bija nedaudz labāk - lai arī ne tik būtiski - prognozēt līniju rasējumus, salīdzinot ar fotogrāfijām primārajā vizuālajā garozā.

"Mēs sagaidījām, ka līniju rasējumi būs pietiekami labi, lai varētu veikt kādu dekodēšanu, taču bija pārsteidzoši, ka fotogrāfijām nebija nekāda labuma - dekoders nebija labāks, kad to izmantoja fotogrāfijām, nekā tas bija līniju rasējumos," sacīja Bernhards-Valters. .

Atzinumi parādīja, ka tad, kad dekoders tika apmācīts fotogrāfijām, tas tikpat labi prognozēja, kuras ainas cilvēki skata līniju zīmējumos, un otrādi.

"Tas liek domāt, ka smadzenes izmanto to pašu informāciju, lai atšifrētu skatījumu, kuru tās skata, kad tas tiek parādīts ar līniju zīmējumiem vai fotogrāfijām," viņš teica.

Turklāt rezultāti parādīja, ka tad, kad dekodētājs kļūdījās, tas pieļāva līdzīgas kļūdas gan fotogrāfijās, gan līniju rasējumos. Piemēram, ja dekodētājs domāja, ka cilvēki skatījās uz kalna fotoattēlu, kad viņi patiešām skatījās uz meža fotoattēlu, tā izdarītu to pašu kļūdu, analizējot līniju rasējumus.

"Kļūdu modeļi ir neticami labi, tāpēc tas ir papildu pierādījums tam, ka fotoattēlu un līniju zīmējumu attēlojums smadzenēs ir ļoti līdzīgs," teica Bernhards-Valters.

Bet kas tas ir par līniju zīmējumiem, kas ļauj cilvēkiem atpazīt to, ko viņi pārstāv? Pētījuma ietvaros pētnieki noņēma dažas līnijas līniju zīmējumos un jautāja dalībniekiem, vai viņi joprojām var pateikt, kāda aina ir attēlota. Dažos gadījumos viņi noņēma līdz 75 procentiem no zīmējuma pikseļiem.

Ja pētnieki zīmējumos atstāja garās kontūras, kas atspoguļoja globālo struktūru - piemēram, debesis, ūdeni vai smiltis - dalībnieki joprojām varēja pareizi paredzēt, kāda aina tika attēlota aptuveni 60 procentos laika.

Tomēr, kad pētnieki izņēma šos garos kontūrus un atstāja tikai īsus, kas atspoguļo detaļas, piemēram, lapas, ēku logus vai atsevišķas kalnu nogāzes, dalībnieku precizitāte samazinājās.

Šie atklājumi liek šaubīties par dažiem cilvēka vizuālās uztveres modeļiem, kas apgalvo, ka cilvēkiem klasifikācijas ainai nepieciešama īpaša informācija, kas atrodama fotogrāfijās, piemēram, krāsa, ēnojums un faktūra.

"Protams, mēs izmantojam bagātīgus informācijas avotus, kas atrodami fotogrāfijā, kad tā ir pieejama, bet smadzenes ir oportūnisti - tās izmanto pieejamo," sacīja Bernhards-Valters. "Mēs varam iegūt daudz informācijas, izmantojot līniju zīmējumu."

Rezultāti arī norāda, kāpēc līniju zīmējumiem ir bijusi tik nozīmīga loma cilvēces vēsturē gan kā mākslas veids, gan veids, kā vienkārši pasniegt informāciju.

“Iedomājieties agrīna cilvēka izbrīnu, kad viņš atklāja, ka viņš var uzzīmēt figūras uz klints sienas, un tas atgādināja patieso dzīvnieku, kuru viņš tikko bija nogalinājis. Līniju zīmējumi mums ir bijuši kopš aizvēsturiskiem laikiem, ”sacīja Bernhards-Valters.

Avots: Ohaio štata universitāte