Szum przez rywalizację

Szum neuronalny może powodować, że człowiek nie dostrzega istotnych zmian w swoim środowisku.

Odkryliśmy, że kiedy mózg aktywnie ignoruje obecność obiektu w otoczeniu, robi to w taki sposób, który osłabia i degraduje szczątkowe informacje na jego temat. Okazało się, że neuronalna reprezentacja obiektu spoza okna świadomości jest nie tylko słabsza, ale i bardziej "hałaśliwa". To tak, jakby mózg nie tylko skręcał kontrast naszej mentalnej telewizji, lecz również dodawał do obrazu statyczny szum – tłumaczy dr Sam Ling z Vanderbilt University.

Ling i profesor Randolph Blake badali, co się dzieje ze zignorowanym bodźcem podczas dwuocznej rywalizacji, która występuje, gdy każde z oczu widzi zupełnie co innego. Zauważyli, że mózg czasowo odrzuca (hamuje) jeden z obrazów na rzecz drugiego, a obraz zarządzający świadomością wzrokową zmienia się z upływem czasu. Fluktuacja świadomości wzrokowej umożliwia badanie neuronalnych korelatów świadomości i nieświadomości.

Podczas eksperymentu Amerykanie prezentowali ochotnikom układ równoległych odcinków, które odchylały się od pionu odwrotnie lub zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara. Normalnie ludzie umieli poprawnie ocenić nawet niewielkie wychyły (rzędu kilku stopni), lecz gdy wzór prezentowano "zahamowanemu" przez mózg oku, wykonanie zadania bardzo się pogarszało, a błędy sięgały nawet 10 stopni.

Problem nie polegał na tym, że badani nie widzieli wzoru, ponieważ posłużyliśmy się na tyle wysokim kontrastem, by przezwyciężyć hamowanie i przedostać się do świadomości. Fakt, że wykorzystaliśmy odrzucone przez mózg oko, wystarczył, by układ odcinków uległ degradacji. Obniżyła się wierność rejestrowania. Można to wyjaśnić za pomocą szumu neuronalnego.

Ling i Blake chcieli wytropić źródło dodatkowego szumu, przeprowadzili więc drugi eksperyment. Badanych proszono o wskazanie linii o określonym układzie przestrzennym. Prezentowano je na monitorze, na którym specjalnie wygenerowano wzrokowy szum. W zwykłych warunkach obserwatorzy są w stanie zignorować szum, którzy różni się pod względem zorientowania przestrzennego od wzoru testowego. Wskazuje to, że komórki nerwowe mózgu wykrywające wzór odpowiadają za niewielki zakres kierunków. Podczas hamowania zakres nakładających się na siebie kierunków ulegał jednak znacznemu rozszerzeniu.

dwuoczna rywalizacja mózg szum neuronalny kontrast Sam Ling