Widzenie głębi jednym okiem

Zwierzęta, a więc i ludzie, postrzegają głębię dzięki temu, że mają dwoje oczu. Ponieważ sztuka ta udaje się także w przypadku wykorzystania tylko jednego oka, naukowcy zastanawiali się, jak to możliwe. Wszystko stało się jasne, gdy badacze z Uniwersytetu w Rochester zidentyfikowali niewielką część mózgu, która przetwarza obraz z jednego oka, ruch ciała i ruch gałki ocznej (Nature).

Wygląda na to, że neurony z tego obszaru mózgu łączą wskazówki wzrokowe z niewzrokowymi i w ten wyjątkowy sposób określają głębię obrazu – tłumaczy szef zespołu naukowego, profesor Greg DeAngelis. Wg niego, poza rozbieżnością dwuoczną (ang. binocular disparity), czyli przemieszczaniem poziomym obrazów względem siebie na siatkówkach obu oczu, mózg dysponuje też komórkami nerwowymi odpowiadającymi za ocenę ruchu ciała, perspektywy i tego, jak obiekty przemieszczają się przed i za innymi. Wszystko to pozwala mu stworzyć w głowie odbicie trójwymiarowego świata.

Opisany mechanizm neuronalny bazuje na tzw. względnej paralaksie ruchu (ang. relative motion parallax). Jak można przeczytać w słowniku PWN-u, jest to źródło informacji o głębi, które polega na tym, że względna odległość obiektów od obserwatora determinuje zakres i kierunek ich względnego ruchu na siatkówce (obrazy przemieszczają się z różną prędkością). Kiedy fiksujemy wzrok na jakimś przedmiocie, każdy wykonywany ruch powoduje, że obiekty zlokalizowane przed nim wydają się przemieszczać w kierunku przeciwnym, a za nim w tym samym, co wybrany przez nas.

Rejonem mózgu opisanym przez naukowców z Rochester jest obszar MT (ang. middle temporal) w korze skroniowej. Oczywiście, dochodzi do błędów, ale zazwyczaj mechanizm dobrze się sprawdza. Gdy gałka oczna może się poruszać, śledząc ogólny ruch grupy obiektów, neurony MT uzyskują dostatecznie dużo danych, aby stwierdzić, że wśród obiektów przemieszczających się w tym samym kierunku pędzący najszybciej znajduje się najbliżej, a najwolniej – najdalej od obserwatora.

głębia postrzeganie jedno oko Greg DeAngelis obszar MT kora wzrokowa względna paralaksa ruchu rozbieżność dwuoczna