Οι μικρές κινήσεις των ματιών βρίσκονται υπό έναν εκπληκτικό βαθμό γνωστικού ελέγχου

περίληψη: Οι ερευνητές αναφέρουν ότι η οπτική μετατόπιση ή οι μικρές, φαινομενικά τυχαίες κινήσεις των ματιών, μπορούν να επηρεαστούν από την προηγούμενη γνώση ενός αναμενόμενου οπτικού στόχου.

πηγή: Πανεπιστήμιο Weill Cornell

Ένας πολύ λεπτός και τυχαίος τύπος κίνησης των ματιών που ονομάζεται οπτική μετατόπιση μπορεί να επηρεαστεί από προηγούμενη γνώση ενός αναμενόμενου οπτικού στόχου, υποδεικνύοντας ένα εκπληκτικό επίπεδο γνωστικού ελέγχου των ματιών, σύμφωνα με μια μελέτη με επικεφαλής νευροεπιστήμονες της Weill Cornell Medicine.

Αυτή η ανακάλυψη, που περιγράφηκε στις 3 Απριλίου Τρέχουσα Βιολογίαπροσθέτει στην επιστημονική κατανόηση του πώς η όραση – όχι απλώς η απορρόφηση σημάτων από τον αμφιβληστροειδή – ελέγχεται από γνωστικές διαδικασίες.

λέει ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Δρ. Yin Chu Lin, ο οποίος διεξήγαγε την εργασία ως συνεργάτης Fred Plum στη Νευροεπιστήμη και τη Νευροεπιστήμη στο Οικογενειακό Ινστιτούτο Feil για Έρευνα Εγκεφάλου και Νου στο Weill Cornell Medicine.

έργα Dr. Η Lynn βρίσκεται στο εργαστήριο του ανώτερου συγγραφέα της μελέτης Dr. Jonathan Victor, MD, Fred Blum Καθηγητή Νευρολογίας στο Weill Cornell Medicine.

Η μελέτη περιελάμβανε στενή συνεργασία με το εργαστήριο της Dr. Michelle Rucci, καθηγήτριας εγκεφάλου και γνωστικών επιστημών και νευροεπιστημών στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ.

Οι νευροεπιστήμονες γνωρίζουν εδώ και δεκαετίες ότι οι πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στη μνήμη μπορούν να διαμορφώσουν δυναμικά την επεξεργασία των αισθητηριακών εισροών, συμπεριλαμβανομένων των ροών οπτικών δεδομένων που προέρχονται από τα μάτια. Με άλλα λόγια, αυτό που βλέπουμε επηρεάζεται από αυτό που περιμένουμε να δούμε ή από τις απαιτήσεις της εργασίας που έχουμε.

Οι περισσότερες μελέτες για τον γνωστικό έλεγχο της κίνησης των ματιών έχουν καλύψει πιο λεπτές κινήσεις, όπως κινήσεις «σύσπασης» στις οποίες το μάτι κινείται σε μεγάλα τμήματα του οπτικού πεδίου. Στη νέα μελέτη, ο Δρ. Ο Lin, ο Victor και οι συνεργάτες του εξέτασαν την οφθαλμική μετατόπιση, που είναι μικρές εντάσεις των ματιών που συμβαίνουν ακόμη και όταν το βλέμμα φαίνεται σταθερό.

Οι οφθαλμικές μετατοπίσεις είναι λεπτές κινήσεις που μετακινούν έναν οπτικό στόχο στον αμφιβληστροειδή σε αποστάσεις κλάσματος ενός χιλιοστού περίπου – μέσω μερικών δεκάδων φωτοϋποδοχέων (κωνών).

Πιστεύεται ότι βελτιώνουν την ανίχνευση μικρών, στατικών λεπτομερειών σε μια οπτική σκηνή σαρώνοντας κατά μήκος τους, μετατρέποντας αποτελεσματικά τις χωρικές λεπτομέρειες σε τρένα οπτικών ενδείξεων στο χρόνο.

Προηγούμενες μελέτες έχουν προτείνει ότι η οφθαλμική μετατόπιση και άλλες μικρής κλίμακας «σταθερές κινήσεις των ματιών» βρίσκονται υπό γνωστικό έλεγχο μόνο με την ευρεία έννοια – π.χ. επιβράδυνση κατά τη σάρωση σε πιο λεπτομερείς σκηνές. Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές βρήκαν στοιχεία για έναν πιο εκλεπτυσμένο τύπο ελέγχου.

Χρησιμοποιώντας ευαίσθητο εξοπλισμό στο εργαστήριο του Δρ. Rucci, οι ερευνητές κατέγραψαν τις οπτικές μετακινήσεις έξι εθελοντών που κλήθηκαν να αποφασίσουν ποια από τα γράμματα (H έναντι N ή E εναντίον F) θα εμφανίζονταν σε τυχαίο φόντο. οπτικός θόρυβος.

Με βάση την υπολογιστική μοντελοποίηση, οι επιστήμονες προέβλεψαν ότι οι βέλτιστες κινήσεις των ματιών για τη διάκριση μεταξύ των γραμμάτων θα διέσχιζαν βασικά στοιχεία που διακρίνουν τα γράμματα σε ορθή γωνία.

Έτσι, υπέθεσαν ότι ο λεπτότερος γνωστικός έλεγχος, εάν υπάρχει, θα έτεινε να κατευθύνει την οπτική μετατόπιση τόσο στην κατακόρυφη όσο και στη διαγώνια κατεύθυνση (κάτω από αριστερά προς τα πάνω δεξιά) για να διακρίνει το H έναντι του N, σε σύγκριση με τις πιο αυστηρές κάθετες κινήσεις διάκρισης E έναντι F. .

Και διαπίστωσαν ότι οι κινήσεις των ματιών των ατόμων όντως έτειναν να ακολουθούν αυτά τα μοτίβα – ακόμη και στο 20 τοις εκατό των δοκιμών στις οποίες τα άτομα, παρά το γεγονός ότι περίμεναν να δουν ένα γράμμα, έδειχναν μόνο θόρυβο. Το τελευταίο αποτέλεσμα έδειξε ότι ο γνωστικός έλεγχος της οπτικής μετατόπισης μπορεί να καθοδηγηθεί μόνο από συγκεκριμένη προηγούμενη γνώση της οπτικής εργασίας, ανεξάρτητα από τυχόν εισερχόμενες οπτικές πληροφορίες.

είπε ο Δρ Victor, ο οποίος είναι επίσης καθηγητής νευροεπιστήμης στο Feil Family Brain and Mind Research Institute στο Weill Cornell.

Σημειώστε ότι η κατεύθυνση των ακριβών κινήσεων των ματιών πιστεύεται ότι προέρχεται από νευρώνες στο εγκεφαλικό στέλεχος, ενώ η γνώση μιας εργασίας βρίσκεται στο ανώτερο μέρος του εγκεφάλου: τον φλοιό – υπονοώντας κάποιο είδος ασυνείδητης σύνδεσης μεταξύ τους.

«Οι άνθρωποι έχουν επίγνωση των εργασιών που πρέπει να εκτελέσουν, και ωστόσο δεν ξέρουν ότι τα μάτια τους εκτελούν αυτές τις μικρές κινήσεις, ακόμα κι όταν τους το λέτε», είπε ο Δρ Βίκτορ.

Πρόσθεσε ότι οι μελέτες αυτού του μονοπατιού θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε καλύτερες γνώσεις όχι μόνο για τη νευροεπιστήμη της όρασης, αλλά πιθανώς και για οπτικές διαταραχές — που παραδοσιακά θεωρούνται ως διαταραχές στον αμφιβληστροειδή ή αισθητηριακή επεξεργασία μέσα στον εγκέφαλο.

«Αυτό που υποδεικνύουν τα ευρήματά μας είναι ότι οι οπτικές διαταραχές μπορεί μερικές φορές να έχουν και κινητικό στοιχείο, επειδή η βέλτιστη όραση εξαρτάται από την ικανότητα του εγκεφάλου να πραγματοποιεί αυτές τις πολύ μικρές κινήσεις», είπε ο Δρ Victor.

Σχετικά με αυτό το Neuroscience Research News

συγγραφέας: Μπάρμπαρα Πρέμμπερ
πηγή: Πανεπιστήμιο Weill Cornell
επικοινωνία: Barbara Primbeh – Πανεπιστήμιο Weill Cornell
εικόνα: Η εικόνα είναι δημόσια

Αρχική αναζήτηση: Κλειστή πρόσβαση.
“Γνωστικές επιδράσεις στις σταθερές κινήσεις των ματιώνΤου Jonathan Victor et al. Τρέχουσα Βιολογία

μια περίληψη

Γνωστικές επιδράσεις στις σταθερές κινήσεις των ματιών

Καλύτερες στιγμές

• Προφανώς οι ακούσιες σταθεροποιητικές κινήσεις των ματιών υπόκεινται σε γνωστική επιρροή
• Η γνώση της συγκεκριμένης εργασίας επηρεάζει τον κυρίαρχο προσανατολισμό αυτών των μακροσκοπικών μετατοπίσεων
• Αυτό το εφέ είναι ένας ανοιχτός βρόχος, καθώς μπορεί να συμβεί απουσία οπτικών πληροφοριών
• Οι προσαρμογές της αντιληπτικής μετατόπισης μπορούν να προβλέψουν τη δεδομένη εργασία με μεγαλύτερη ακρίβεια από την τύχη

περίληψη

Αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο με βάση τις οπτικές πληροφορίες που αποκτώνται με τον έλεγχο της κίνησης των ματιών, μια δραστηριότητα συνυφασμένη με τις συνεχιζόμενες γνωστικές διαδικασίες. Οι γνωστικές επιδράσεις έχουν μελετηθεί κυρίως στο πλαίσιο μακροσκοπικών κινήσεων, όπως οι σακάδες και οι ομαλές επιδιώξεις. Ωστόσο, τα μάτια μας δεν είναι ποτέ ακίνητα, ακόμη και σε περιόδους καθήλωσης.

Μια αποδεδειγμένη κίνηση των ματιών, οι οφθαλμικές μετατοπίσεις, μεταδίδει διέγερση μέσω εκατοντάδων υποδοχέων στον αμφιβληστροειδή, μια κίνηση που λέγεται ότι ενισχύει την επεξεργασία των χωρικών λεπτομερειών μεταφράζοντας τις χωρικές πληροφορίες σε χρονικές πληροφορίες. Παρά τη φαινομενική τυχαιότητά τους, οι οφθαλμικές μετατοπίσεις βρίσκονται υπό νευρικό έλεγχο.

Ωστόσο, λίγα είναι γνωστά για τον έλεγχο της μετατόπισης έξω από το κύκλωμα του εγκεφαλικού στελέχους του αιθουσαίου-οφθαλμικού αντανακλαστικού.

Εδώ, διερευνήσαμε τον γνωστικό έλεγχο των οφθαλμικών μετατοπίσεων με μια εργασία διάκρισης γραμμάτων. Το πείραμα σχεδιάστηκε για να ανιχνεύει επιδράσεις ανοιχτού βρόχου, δηλαδή γνωστικό έλεγχο των οφθαλμοκινητικών κινητών που καθοδηγείται από συγκεκριμένη προηγούμενη γνώση της εργασίας, ανεξάρτητα από τις εισερχόμενες αισθητηριακές πληροφορίες.

Τα εφέ ανοιχτού βρόχου απομονώθηκαν παρουσιάζοντας τυχαία πεδία καθαρού θορύβου (χωρίς γράμματα) ενώ τα άτομα ασχολήθηκαν με τη διάκριση συγκεκριμένων ζευγών γραμμάτων.

Τα αποτελέσματά μας δείχνουν κυριαρχία ανοιχτού βρόχου της κατεύθυνσης μετατόπισης σε ανθρώπινους παρατηρητές.