Esileht > aju ja teadvus, ajuteadus, visuaalsed illusioonid > Teadvuse trikkide kuvamine ajus

Teadvuse trikkide kuvamine ajus

Soovitan kindlasti tänase postituse nautimiseks lugeda läbi eelmine postitus, kus ma vastavat illusiooni kirjeldasin. Nimelt tahaksin täna näidata, kuidas vastavat suuruseillusiooni saab ära kasutada teadvuse ajukorrelaatide uurimiseks ja kuidas ajuteaduses vahepeal tõepoolest lihtsalt ägedaid asju tehakse.

Nägime eelmises postituses, et visuaalsed vihjed ruumilisuse kohta võivad objektiivselt täpselt samasuured objektid muuta teadvuses erinevat suurust omavateks objektideks. See on teadvuseteaduse seisukohast väga kena, sest sama füüsikalise sisendi korral on teadvustatud kogemus erinev (vahel väiksem, vahel suurem). Millised protsessid vastavad sellele teadvusemoonutusele ajus?

Scott O. Murray ja kolleegid asusid asja lähemalt uurima. Nad kasutasid oma katseks täpselt selliseid pallikesi nagu eelmises postituses näidatud sai. Esiteks demonstreerisid nad käitumuslikult, et katseisikud tõepoolest kogesid näiliselt ruumis kaugemal olevat kera suuremana: olenevalt hindamismeetodist pidasid katseisikut tagumist pallikest 17-33% esimesest pallikesest suuremaks.

Nüüd aga töö ilus osa. Teadlased kasutasid osavalt ära teada-tuntud tõsiasja, et esimene keskus suuraju koores, mis töötleb visuaalset informatsiooni, on retinotoopne – ajukoores kõrvutiolevad neuronid kodeerivad kõrvutiasetsevaid visuaalse välja osasid. Niisiis on tegu omamoodi kaardiga, mis vastab visuaalsele väljale. Põnev on see, et me saame seda kaarti tõepoolest moodsate ajuuurimistehnoloogiatega ka kuvada. Huvitav küsimus seekord oligi, kas see kaart esmases visuaalses korteksis vastab pigem teadvustatud visuaalsele väljale või sisendinfona võrkkestale langevale kujutisele. Seega – kas kaart esmases visuaalses korteksis on mõjutatud teadvuses domineeriva suurusillusiooni poolt või ei?

Selle küsimuse uurimiseks lükati katseisikud peadpidi funktsionaalsesse magnetresonantstomograafiassse (fMRT). Kena ongi see, et ruumiselt täpse fMRT abil on võimalik kindlaks määrata igale visuaalse välja osale vastav piirkond esmases visuaalses korteksis – me teame täpselt, millist ruumipiirkonda milline ajupiirkond esindab. Seega saame ka näha, millise osa esmasest visuaalsest korteksist aktiveerib kas näiliselt kaugemal või lähemal olev pallike. Seda loogikat selgitab alltoodud pilt:

ajumapping

Kui kujutis esmases visuaalses korteksis peaks vastama teadvustatud kujutisele, siis peaks olema näiliselt suurema palli puhul olema aktiveeritud ka piirkonnad, mis töötlevad pildil välimiste ringidena esitatud visuaalse välja osasid. Kui kujutis esmases visuaalses korteksis vastab võrkkestale langevale kujutisele, siis peaksid mõlemad pallid aktiveerima selles ajukeskuses sarnased piirkonnad.

Tulemus oli kena: esmases visuaalses korteksis aktiveeruvad näiliselt suurema palli puhul tõepoolest ka need äärmised piirkonnad, mis ainult suurema palli alla jäävad. Siit teadvuseteadusele oluline järeldus: antud juhul leiame teadvustatud kujutisega seonduvad ajuefektid juba esimesest visuaalsest suuraju piirkonnast. Need efektid ajus olid võrreldavad tulemustega, mis saadi siis, kui katseisikutele tõepoolest erinevate suurustega 2D pallikesi esitati.

Elegantse analüüsi abil näidati ka seda, et näiliselt ruumis kaugemal olev pallike ei tundu mitte ainult suurem olevat, vaid lähemal olev pallike tundub ka väiksem olevat kui vastav 2D kujutis võrkkestal seda ennustaks. Sama analüüsi sai teha ka ajuandmetega esmasest visuaalsest korteksist, kus leiti sama: eesolev pallike hõlmab väiksema, tagumine suurema osa vastavast ajupiirkonnast, kui seda vaid 2D kujutise põhjal oodata võiks.

Niisiis tundub, et juba esimene suuraju visuaalset informatsiooni töötlev keskus on mõjutatud eelneva kogemuse ja konteksti poolt ning on kaardistatud mitte sisendinfo, vaid teadvustatud visuaalse välja kujutise järgi. Siiski jätab fMRI kehv ajaline lahutusvõime lahtiseks, kas teadvustatud suuruse efektid tekkisid seal või olid põhjustatud kõrgematelt visuaalsetelt keskustelt saadetud tagasiside tõttu. Samuti on endiselt selgusetu, kuidas see illusioon ikkagi tekib – millised ajuprotsessid teevad teadvuse jaoks tagumisest pallist suurema pallikese ja esimesest pallist väiksema pallikese?

Allikas: Murray et al., 2006, Nature Neuroscience: The representation of perceived angular size in human primary visual cortex

  1. Riho
    september 17, 2009, 2:07 p.l.

    kas seda tulemust teades oleme lähemal teadvuse probleemi lahendamisele? kas see, kui me teame, kus mingi aktiivsus toimub, selgitab seda, kuidas teadvus tekib?

  2. Jaan
    september 17, 2009, 3:23 p.l.

    lühivastused: 1) ehk hästi väikese sammu ja 2) ehk pikas perspektiivis aitab kaasa. üldiselt lähtume kognitiivses neuroteaduses sellest, et erinevad ajukuvamismeetodid on erinevate plusside ja miinustega, seega saame aju (ja teadvuse) kohta midagi teada vaid siis, kui vastavaid erinevaid teadmisi kombineerime. seega on antud töö kindlasti üks kild mosaiigist, kuid kui mosaiik ise on väga keerukas, siis ei pruugi ühe killu teadmine tõepoolest suurt midagi selgitada.

  3. september 18, 2009, 6:10 e.l.

    Asukohtade teadmisel, nagu siin, saaks ühenduste sealt “tagasi” või “edasi” minekuga tõenäoliselt teada, mis ajuosad osalevad vastava kogemuse/elamusega esilekutsumisega. Jäi mulje, et perspektiivist (koridori lõpus peaks väiksem olema) ja äkki ka õpitust sõltuvana (pilt inimesest kes oleks majast kõrgem) tuletab aju, kui suured nähtud objektid on ja vastavalt aktiveerib suurema osa kuklasagaral.

  4. jaanaru
    september 18, 2009, 6:55 e.l.

    jah, aga huvitav oleks muidugi teada just seda, kuidas aju selle “tuletuse” teeb. st mis on see neuronaalne protsess, mille abil eelnev kogemus liidetakse sisendile? teiseks ei tea me pelgalt selle tulemuse põhjal, kas teadvuse korrelaadid tekivad V1s (esmases visuaalses korteksis) või on nad tagasiside tulemus.

  5. september 18, 2009, 9:01 e.l.

    No sügavustajuga paistab seotuna ning vastsündinud tõenäoliselt õpivad selle ära (wikipediast leidsin aga oli piisavalt usutav et mitte kontrollida). Mälu seega asjasse segatud. Pole õppinud kus kaudu mälu ja kuklasagara vahelised ühendused käivad, et saaks PMC kaudu kahtlusaluseid välja noppida.

  6. Jaan
    september 18, 2009, 10:34 e.l.

    kas ühenduste teadmine selgitaks koheselt, kuidas see protsess toimuks? (nt oleks kena ka teada, kuidas sisendinfo õige mäluinfo aktiveerib ja kuidas see mäluinfo aktiveerimine sisendit representeerivaid neuronipopulatsioone muudab, nii et teadvusesse jõuab muudetud suurusega pallike). kindlasti saaks püstitada hüpoteesi, et tagasisidestus kõrgematest visuaalsetest piirkondadest on tarvilik teadvuse mõjutamiseks (ja Victor Lamme argumenteerib juba aastaid, et selline tagasisidestus ongi teadvustatud kogemuse aluseks), kuid küsimus on selles, kuidas seda hüpoteesi teaduslikult testida. (suurim probleem on muude alternatiivide välistamine, nt võib alati öelda, et tarvilik pole mitte korteksisisene tagasisidestus, vaid hoopis mittespetsiifiline talamusest tulev modulatsioon /vt kodumaise päritoluga ja rahvusvahelise tunnustatusega Talis Bachmanni teadvuseteooria/)

  7. september 18, 2009, 10:51 e.l.

    Ei selgitaks kohe protsessi toimumist, aga alustuseks oleks hea seegi, kui saaks vajaliku piirkonna samm-sammult järjest kindlamini ja täpsemini välja otsida mis piirkonda tuleb uurida. Sügavusnägemise õppimist oleks lõpus küll keerukas tõestada, sest ainsa viisi järgi, mida välja oskan mõelda peaks olema nn. õppimata ühendustega vastav jupike ja kõrval võrdluseks vanema isendi ajujupp. Kahtlane kas tehtav, aga vastsündinud hiire ja veidi vanema hiire ajutükke võrreldes, kui saab mõistliku tempoga uued tekkinud ühendused ära kaardistada, saaks omakorda sellest toorinfost bioinformaatiliselt äkki korrapära tuletada.

  8. jaanaru
    september 18, 2009, 11:11 e.l.

    see oleks muidugi kena lähenemine, aga meiesuguste kärsitute neuroteadlaste jaoks oleks ilmselt mõttekam uurida eelmise posituse kommentaaride all tekkinud ideestikku kasutades ja edasi arendades. esiteks võiks näiteks teha lihtsa katse, kus ühes tingimuses on ainult pallike ja teises lisaks ka sügavusinfo – mis oleks nende vahe EEG või MEGga mõõtes? veelgi huvitavam – millal see vastav vahe tekiks? MEG ja moodsate kausaalsusmõõtude abil oleks isegi võimalik näidata tagasisidestuse ajastust ja mõju vastavale teadvuseefektile.

  9. jaanaru
    september 18, 2009, 11:48 e.l.

    NB: katsun siinsest arutelust innustatuna homme tutvustada veel ühte kena ja olulist fMRI tööd, kus suudetakse esitada head tõendusmaterjali selle kohta, et siinses postituses kirjeldatud efekt tekib tõepoolest kõrgematest visuaalsetest keskustest saadetud tagasiside toel.

  10. september 19, 2009, 6:12 e.l.

    fMRI’ga vms. on vist uuritud, kas sama objekti eri kauguste juures näitamine juba tekitaks mingit nähtavat erinevust aju aktiveerimises peale kuvatud suuruse. Näiteks objekt paarikümne cm kaugusel fotokaamerast ja hiljem kümnete meetrite kauguselt, kui kõrvaline pildilt eemaldada?

  11. jaanaru
    september 19, 2009, 2:12 p.l.

    see töö, mida mina silmas pidasin, on nüüd blogis üleval – https://teadvus.wordpress.com/2009/09/19/suuruseillusioon-soltub-tahelepanust/

  12. september 24, 2009, 9:44 e.l.

    “Kaugemat” objekti vaadates on üliraske eirata ümbritsevat kitsaks läinud koridori, mistõttu suurema ala aktiivsus ajus võibki olla suurema ala vaatamisest. Nagu siin saidilgi on öeldud sõltub see illusioon tähelepanust ja katses oli objektil olevale punktile keskendumisel nõrgem muutus ajukoore aktiivsus.

  13. Jaan
    september 24, 2009, 9:54 e.l.

    huvitav ja taiplik tähelepanek, aga kaks märkust: 1) kui tagumise palli vaatamisel peaks olema tähelepanuprobleem, siis see ei väljenduks mitte ainult suuremas aktiivsuses palli ümbritsevat ala kodeerivates ajupiirkondades, vaid ka väiksemas aktiivsuses palli enda alla jäävat ala kodeerivas ajukaardis. seda ei leitud. 2) katse viidi läbi ka lihtsamates tingimustes, kus sügavusinformatsiooni andsid vaid kaks joont – sarnane efekt V1s leiti ka sel juhul, kuid kuna selles tingimuses puudusid võimalikud segavad pilditunnused nagu koridor jne, siis polnud ka “tähelepanu hajutajaid”

  1. No trackbacks yet.

Lisa kommentaar

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Muuda )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Muuda )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Muuda )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Muuda )

Connecting to %s