На эти вопросы ответили нейробиологи Майкл Баннерт и Андреас Бартельс из Центра Бернштейна и Центра интегративной неврологии им. Вернера Райхарда в Тюбингене.
В своей работе, опубликованной в научном журнале Current Biology, они показали участникам исследования черно-белые фотографии бананов, брокколи, клубники и других объектов, связанных с типичным цветом (желтый, красный и зеленый в примерах выше). При этом они записывали мозговую активность своих испытуемых с помощью функциональной визуализации.
Истинная цель исследования была неизвестна испытуемым, и чтобы отвлечь их внимание, им показывали медленно вращающиеся объекты и просили сообщить направление, в котором они движутся.После записи реакции мозга на черно-белые объекты ученые представили испытуемым настоящие цвета в форме желтых, зеленых, красных и синих колец.
Это позволяло им регистрировать активность мозга, когда он реагировал на разные, реальные цвета.Оказалось, что простой вид черно-белых фотографий автоматически выявляет паттерны активности мозга, которые специфически кодируют цвета. Эти модели активности соответствовали тем, которые были вызваны, когда наблюдатели рассматривали реальные цветные стимулы. Эти паттерны кодировали типичный цвет соответствующего видимого объекта, даже если он был представлен в черно-белом цвете.
Таким образом, типичные цвета представленных объектов можно было определить по активности мозга, даже если они были показаны без цвета.«Было особенно интересно, что цвета объектов кодировались только в первичной зрительной коре», — говорит Майкл Баннерт. Первичная зрительная кора головного мозга — одно из первых мест, куда поступает визуальный сигнал в мозг. Ученые предполагали, что он просто передает информацию о физических свойствах видимых вещей, но не может распознавать объекты или сохранять знания о цвете, связанные с объектами. «Этот результат показывает, что предварительные знания более высокого уровня — в данном случае цвета объектов — проецируются на самые ранние стадии визуальной обработки», — говорит Андреас Бартельс.
Это исследование представляет собой значительный вклад в ответ на вопрос о том, как предшествующие знания влияют на восприятие на нейронной основе. Проекция предшествующих знаний на самые ранние стадии обработки зрительного мозга может облегчить распознавание объектов в сложных и шумных условиях, например, в тумане, и иметь отношение к цветам при изменении условий освещения в течение дня, когда погода пасмурно, когда мы в помещении и так далее.
С другой стороны, если предыдущие знания или ожидания имеют слишком большое влияние на ранние стадии визуальной обработки, это может объяснить галлюцинации и патологическое восприятие иллюзий.