Оптические иллюзии помогут измерить восприятие времени у животных

Биологи давно пытаются понять, как другие виды воспринимают течение времени. Основным инструментом оценки до сих пор служил порог слияния мельканий — частота, при которой мерцающий свет начинает казаться глазу непрерывным. У человека этот предел фиксировали на частоте около 60 герц, тогда как некоторые жуки замечают мерцание при 500 герцах. На основе таких измерений исследователи делали вывод, что животные с высоким порогом видят мир словно в замедленной съемке.

Авторы новой научной работы сочли такой подход ошибочным. Они указали, что порог слияния мельканий отражает лишь чувствительность сетчатки глаза, а не субъективный опыт восприятия событий. Чтобы решить эту проблему, ученые разработали комплексную систему. Они ввели понятие «временного ландшафта» для описания того, как мозг организовывал опыт животного во времени. Новая модель призвана заменить измерения порога мерцаний на тестирование сложных когнитивных процессов. Концепцию описали в журнале Trends in Cognitive Sciences.

Пять окон восприятия

Исследователи проанализировали данные нейробиологии и этологии, чтобы выделить универсальные отрезки, формирующие восприятие. Они описали пять окон: синхронизацию, пересмотр, внимание, продолжительность удержания образа и стабильность восприятия. Для оценки каждого предложили использовать оптические иллюзии, чтобы реакция на зрительные искажения позволила измерить работу мозга у конкретного вида.

Одно из выделенных окон описывало пересмотр информации, когда новые данные заставляют мозг менять восприятие недавних событий. Ученые разобрали этот процесс на примере иллюзии кажущегося движения, при которой два неподвижных объекта воспринимаются как один движущийся, если они появляются друг за другом. У людей такой оптический обман возникал при задержке от 80 до 150 миллисекунд. Прошлые опыты показали, что мыши поддавались иллюзии при интервалах от 250 до 430 миллисекунд.

Другим показателем стало окно внимания. Исследователи обратились к феномену «мигания внимания». При этом эффекте мозг временно слеп и пропускает второй объект, если тот появляется слишком быстро после первого. Анализ экспериментов показал, что у макак период слепоты наступал позже и длился от 300 до 700 миллисекунд. У людей процесс занимал от 200 до 500 миллисекунд.

Иллюзии в дикой природе

Биологи также привели пример иллюзии «ослепления движением». Яркие контрастные полосы на теле жертвы сбивали хищника с толку во время погони, поскольку темные и светлые участки узора обрабатывались мозгом с разной скоростью. Измерение этой рассинхронизации помогло оценить окно синхронизации визуальных сигналов.

Другой пример касался брачного танца павлина. Самец тряс перьями с частотой примерно 25 герц, создавая для самки оптическую иллюзию глубины: пятна на перьях казались зависшими в воздухе. Понимание таких механизмов открывает доступ к изучению скрытых способов коммуникации в дикой природе.

Сопоставив измеримые различия в долях секунд из разных исследований, биологи сделали вывод, что временные окна зависели от экологической ниши и имеют уникальную продолжительность для каждого вида. Это означает, что мозг мыши или макаки не работает быстрее или медленнее человеческого в прямом смысле, а собирает и обновляет картину мира в совершенно ином ритме.

Предложенная концепция призвана заменить устаревшие способы измерений. По мнению исследователей, понимание временных ландшафтов объяснит скрытые детали поведения диких животных: от логики визуальной маскировки до правил общения внутри стаи.