Впервые нейробиологи установили связь между изменениями нашего зрительного восприятия и частотой шагов во время ходьбы.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications , показывает, что мозг обрабатывает зрение ритмично, повышая и понижая чувствительность в цикле, который соответствует ритму наших шагов. При переходе от одного шага к другому человеческое восприятие хорошее и реакция быстрая.
Однако во время шагов наше зрение не такое острое, а реакции замедляются.
Ведущий автор доктор Мэтью Дэвидсон из Школы психологии Сиднейского университета сказал: «Эта работа раскрывает ранее неизвестную связь между восприятием и движением. Она устраняет разрыв между экспериментальной психологией и нашим естественным, повседневным поведением».
Исследование также подтверждает наше понимание того, что зрительный мозг воспринимает окружающую среду стробоскопическим способом; наше восприятие регулярно берет образцы мира, прежде чем сшивать их вместе, чтобы создать целостный опыт.
Однако новое открытие, которое показывает изменения в нашем зрительном восприятии, имеет важные последствия для понимания человеческого поведения, в том числе того, как мы взаимодействуем с окружающей средой и принимаем решения.
Работу проводил доктор Мэтью Дэвидсон вместе с коллегами профессором Дэвидом Але и профессором Франсом Верстратеном в Школе психологии Сиднейского университета.
Доктор Дэвидсон сказал: «Мы сознательно осознаем непрерывный поток зрения, но это обманчиво. Я использую аналогию с уткой, плавающей в пруду. За плавным движением на поверхности скрывается активная велосипедная деятельность».
Это исследование расширяет более раннюю работу той же лаборатории, показывающую, что восприятие изображения и звука циклично: наш мозг берет около восьми образцов в секунду.
Профессор Алайс сказал: «Важнейшим новым открытием в этом исследовании является то, что эти колебания в мозге, воспринимающем окружающий мир, замедляются при ходьбе, чтобы соответствовать циклу шагов.
«Люди делают около двух шагов в секунду при ходьбе и, как правило, придерживаются постоянного ритма. Сообщаемые колебания зрительной чувствительности также происходят со скоростью около двух циклов в секунду и привязаны к циклу шагов. У некоторых участников эти ритмические колебания происходят с частотой четыре шага в секунду. циклов в секунду, но они также были привязаны к пошаговому циклу».
Испытуемым давались задания на визуальную реакцию во время прогулки в среде виртуальной реальности. Предоставлено: Сиднейский университет.
Эта работа — первый случай, когда зрительное восприятие детально и непрерывно исследуется во время ходьбы. Без гарнитур виртуальной реальности и отслеживания движения это было бы невозможно.
Доктор Дэвидсон сказал: «Благодаря технологии виртуальной реальности мы обнаружили, что наше видение на каждом шагу проходит через хорошие и плохие фазы».
Непонятно, почему процессы восприятия нашего мозга так тесно связаны с ходьбой.
Профессор Алайс сказал: «Одно из возможных объяснений состоит в том, что зрение становится вторичным по отношению к контролю движений, в то время как ваша нога стоит на земле и следующий шаг запланирован. Как только вы находитесь в фазе качания между шагами, мозг снова переключается на приоритетное восприятие восприятия мира. создавая постоянный ритм восприятия, который гармонирует с вашей скоростью шагов».
Результаты открывают вопросы, которые исследовательская группа будет изучать в дальнейших исследованиях. Например, модулируется ли восприятие звука и прикосновения во время ходьбы? А как насчет нейронной активности?
Исследовательская группа планирует продолжить ответ на эти вопросы, чтобы лучше понять последствия.
Доктор Дэвидсон сказал: «Очевидный вопрос заключается в том, являются ли эти колебания восприятия более выраженными у пожилых людей, учитывая трудности с балансом и координацией по мере старения.
«Это также открывает захватывающую возможность того, что мы могли бы разработать дешевые и простые диагностические тесты с использованием VR-гарнитур или использовать эту информацию для разработки тестов на раннее начало нервно-мышечных расстройств или некоторых психических заболеваний, которые могут проявляться в аномальной походке».
Он сказал, что это также можно применить к дальнейшим исследованиям в области спортивной науки , чтобы увидеть, можно ли применить полученные результаты для оптимизации принятия решений и времени реакции у спортсменов.
В основе всех этих исследований остается загадка. Если мир воспринимается ритмическими импульсами нашего мозга, почему наше сознательное восприятие так гладко?
Профессор Верстратен сказал: «Когда-то это был вопрос для философов, но благодаря доступу к технологиям нейробиологи смогли пролить свет на то, как заполняются пробелы. В настоящее время считается, что мозг — это прогностическая машина, которая активно конструирует восприятие и прогнозирует то, что должно быть там, и заполняет пробелы. Но очевидно, что нам нужны дополнительные исследования , чтобы углубить наше понимание».
Методы
Исследователи отслеживали ходьбу 45 субъектов, идущих вперед и назад по 10-метровой дорожке в виртуальной среде. Во время каждой прогулки (длительностью около 9 секунд) испытуемые должны были реагировать на от нуля до восьми случайных визуальных стимулов. Те же стимулы предъявлялись и в стационарных испытаниях. Движение глаз и головы отслеживалось вместе с информацией о походке и ходьбе.
Из 45 субъектов по семи субъектам было собрано недостаточно данных. В наборах данных для 38 испытуемых снижение восприятия шагов было зафиксировано в 83 процентах случаев.
Поведенческие данные, полученные в ходе этого исследования, были депонированы в общедоступной базе данных под кодом доступа.
