สมองสร้างมุมมองที่ไม่ขาดสายของโลกได้อย่างไร?

หากคุณเคยสร้างภาพยนตร์ของคุณเองโดยใช้กล้องวิดีโอคุณอาจสังเกตเห็นว่าภาพนั้นสั่นคลอนเมื่อคุณย้ายจากภาพหนึ่งไปอีกภาพหนึ่ง ในทั้งหมดยกเว้นมือที่นิ่งที่สุด มีการเปลี่ยนภาพที่ไม่เสถียรระหว่างวัตถุที่โฟกัสหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง แต่สำหรับพวกเราส่วนใหญ่ ดวงตาของเรา-- กล้องวิดีโอของสมอง ถ้าคุณจะ -- จะไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เสถียรในขณะที่มันเคลื่อนผ่านฉากหนึ่งไปอย่างรวดเร็ว โลกยังคงมีเสถียรภาพไม่ว่าเราจะเปลี่ยนโฟกัสเร็วหรือผิดพลาดเพียงใด

นักวิทยาศาสตร์รู้จักและเข้าใจปรากฏการณ์นี้มานานหลายทศวรรษแล้ว เพื่อให้ได้มุมมองที่คงที่แม้จะขยับตาอย่างรวดเร็ว ดวงตาก็ทำสิ่งที่น่าทึ่ง: พวกมันถ่ายภาพก่อนและหลังของภาพที่โฟกัสทุกภาพแล้วเปรียบเทียบเพื่อยืนยันความเสถียร ฟังดูซับซ้อนเล็กน้อย แต่กระบวนการนั้นค่อนข้างตรงไปตรงมา (และแยบยล): ก่อนที่ดวงตาของคุณจะสัมผัสวัตถุจริง ๆสมอง ของคุณใช้ภาพของตัวเองของวัตถุนั้นเพื่อการเปรียบเทียบ มันรู้ว่าดวงตาของคุณจะเคลื่อนไปที่ใดต่อไป และมันสร้างภาพของวัตถุที่อยู่ข้างหน้าการรับรู้ด้วยตาของเราอย่างมีสติ จากนั้น เมื่อดวงตาของเรารับรู้วัตถุนั้นด้วยประสาทสัมผัส (หมายความว่าเรามองเห็นได้) สมองของเราได้วางกรอบการทำงานสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นแล้ว ไม่มีการสั่นคลอนและความไม่แน่นอน สมองได้คาดการณ์สิ่งที่ตาของเราจะมองเห็น และใช้ภาพที่คาดการณ์ไว้เพื่อเปรียบเทียบเพื่อให้แน่ใจว่าโลกยังคงมีเสถียรภาพอย่างแท้จริงในเสี้ยววินาทีระหว่างภาพก่อนและภาพหลัง

ดังนั้นกระบวนการจึงอยู่ในหนังสือ แต่นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เวลาอย่างน้อย 50 ปีในการค้นหาว่าสมองจัดการกับสิ่งนี้ได้อย่างไร การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ฉบับออนไลน์ นำเสนอข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกที่ช่วยให้สมองของเราเห็นว่าดวงตาของเราจะมองเห็นอะไรต่อหน้าต่อตาเราด้วยซ้ำ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพวกเขาได้พบวิถีประสาทที่อาจอธิบายการคาดการณ์ของสมองเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของดวงตาของเรา (เซลล์ประสาทเป็นสื่อกลางในการส่งข้อความในสมอง พวกมันสร้างเส้นทางที่ส่งสัญญาณจากส่วนใดส่วนหนึ่งของสมองไปยังอีกส่วนหนึ่ง)

ก่อนที่เราจะสามารถเข้าใจได้อย่างชัดเจนว่ากระบวนการนี้ทำงานอย่างไร เราต้องรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับส่วนต่างๆ ของสมองก่อน อ่านเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม.

 

 

 

ก่อนที่เราจะไปถึงเส้นทางนั้น เรามากำหนด พื้นที่ สมอง หลักๆ บางส่วนที่รายงานการศึกษาว่ามีส่วนร่วมในการถ่ายทอดข้อมูล:

ฐานดอกตั้งอยู่ในเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าและเยื่อหุ้มสมองสั่งการอยู่ในกลีบหน้าผาก คอร์เทกซ์การมองเห็นส่งข้อมูลไปยังคอร์เทกซ์รับความรู้สึกเพื่อบอกสิ่งที่ตาของเรากำลังรับรู้ และคอร์เทกซ์รับความรู้สึกตีความมัน

สิ่งที่การศึกษาค้นพบคือทางเดินระหว่างเยื่อหุ้มสมองสั่งการกับเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็น ซึ่งกระตุ้นเซลล์ประสาทที่มองเห็นได้ก่อนที่ตาจะขยับจริง ๆ Marc Sommer แห่งมหาวิทยาลัย Pittsburgh หนึ่งในผู้เขียนรายงานระบุว่า สัญญาณจาก motor cortex บอกกับ visual cortex ให้เปลี่ยนโฟกัสไปที่ตำแหน่งที่ตากำลังวางแผนจะเคลื่อนที่ต่อไป ทางเดินประสาทนี้เริ่มต้นในสมองส่วนกลางซึ่งสามารถเข้าถึงข้อมูลจากเยื่อหุ้มสมองสั่งการที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของดวงตา

ข้อมูลนี้บ่งชี้ว่าตากำลังจะทำอะไรต่อไป - เป็นสำเนาของสัญญาณที่เยื่อหุ้มสมองสั่งการกำลังส่งไปยังเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็นเพื่อบอกให้ตาเคลื่อนที่ เซลล์ประสาทในสมองส่วนกลางจะส่งผ่านข้อมูลนั้นไปยังฐานดอกซึ่งส่งข้อมูลไปยังเซลล์ประสาทในเยื่อหุ้มสมองที่มองเห็น โดยบอกให้เปลี่ยน "หน้าต่างการรับรู้" ให้ตรงกับคำสั่งที่จะเกิดขึ้น ภาพใหม่ที่มองไม่เห็นจากหน้าต่างที่เลื่อนมาถึงเยื่อหุ้มสมองรับรู้โซมาติกซึ่งในไม่ช้าภาพดังกล่าวก็จะถูกรวมเข้าด้วยกันด้วยภาพที่รับรู้โดยการเปลี่ยนแปลงเดียวกันนั้นในเวลาต่อมา เมื่อโซมาติกประสาทสัมผัสคอร์เทกซ์ตีความสัญญาณภาพที่มาจากคอร์เทกซ์การมองเห็นหลัก, มันเปรียบเทียบกับมุมมองก่อนหน้าของฉากเดียวกัน ตราบใดที่มุมมองทั้งสองเหมือนกัน ก็จะตีความ "ความเสถียร" และกรองความสั่นคลอนในการเปลี่ยนภาพจากภาพหนึ่งไปอีกภาพหนึ่ง

ผู้เขียนศึกษาคาดว่าการค้นพบนี้จะนำไปสู่ความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางประสาทสัมผัสอื่นๆ อย่างต่อเนื่อง เช่น การรับรู้เสียงที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าคุณจะหันศีรษะไปในทิศทางต่างๆ

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสมองและการรับรู้ทางประสาทสัมผัส โปรดดูที่ลิงก์ในหน้าถัดไป

บทความที่เกี่ยวข้อง

ลิงค์ที่ยอดเยี่ยมเพิ่มเติม