Warum sind wir in der Lage, um zu sehen, bewegte Objekte vor dem verschieben Hintergründe?

Visual motion ist eine wichtige Quelle von Informationen für eine Trennung der Objekte von Ihrem hintergrund.

Eine Spinne getarnt gegen einen Zweig, zum Beispiel, verliert seine Unsichtbarkeit, sobald es beginnt zu bewegen. Ein Freund, den Sie versuchen, vor Ort in einem überfüllten Flughafen-terminal ist mehr unterscheidbar, sobald Sie beginnt, winken Ihren Händen.

Während der Prozess der Trennung eines Objekts vom hintergrund ist scheinbar mühelos, die Forscher nicht wissen, wie unser visuelles system verwaltet, um schnell herausgreifen und trennen sich bewegende Objekte von Ihrem hintergrund.

Entsprechend neuer Forschung von den Wissenschaftlern an der Universität von Rochester, ein Grund, Menschen sind gut zu erkennenden kleinere sich bewegende Objekte im Vordergrund, ist, dass das Gehirn wird desensibilisiert, um die Bewegung in den größeren hintergrund. Umgekehrt, wenn eine person das Gehirn ist empfindlicher auf die hintergrund motion, der negative trade-off ist, dass Sie weniger empfindlich auf kleinere Vordergrund-Objekte. Die Forschung, veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Communications, könnte neue Trainingsprogramme für ältere Erwachsene und Patienten mit Bedingungen wie Schizophrenie, die im Zusammenhang mit der schwächeren Bewegung segregation.

„Das menschliche Gehirn kann unmöglich alle verarbeiten der Informationen um uns herum“, sagt Duje Tadin, ein professor des Gehirns und der Kognitionswissenschaften an Rochester und der führende Autor der Studie. „Dass Sie weniger empfindlich auf Dinge, die weniger wichtig sind, macht das Gehirn effizienter und schneller bei der Erfüllung der wichtigen Aufgaben.“

Nehmen Sie fahren zum Beispiel. Als hintergrund Landschaft saust durch, ist es zwingend erforderlich, dass ein Fahrer zu sehen und vermeiden Sie Autos, Fußgänger und andere Objekte auf der Straße.

Es gibt zwei grundlegende Möglichkeiten, das Gehirn kann unterscheiden, solche Objekte, die von beweglichen Hintergründen. Es kann verbessern Sie die Objekte, die Materie; oder es unterdrücken kann, den hintergrund, und aufgrund dieser Unterdrückung, verbessern die Objekte. Letztere ist „die effizientere option“ Tadin sagt. „Denken Sie über versuchen, ein Gespräch in einem Raum mit hoher Geräuschkulisse. Es ist effektiver, einen Weg zu finden, schalten Sie den Lärm, als es ist, einfach versuchen, sprechen laut.“

Während diese Strategien sind nicht die einzigen, die das Gehirn verwendet, um zu markieren Objekte verschieben—Aufmerksamkeit ist ein weiterer Faktor, zum Beispiel,—die bisherige Forschung von Tadin Labor fand einen Zusammenhang zwischen IQ und die Fähigkeit zum unterdrücken der hintergrund der Bewegung. Die Forscher spekuliert, dass bei gesunden, Jungen Menschen, einer region im Gehirn namens der middle temporal visual area (MT) ist verantwortlich für diese Unterdrückung.

Um zu testen, die Fähigkeit der Menschen zu identifizieren, die sich bewegende Objekte auf einem sich bewegenden hintergrund, zeigten die Forscher, Teilnehmer der Studie bewegten strukturierten Muster. Innerhalb der strukturierten hintergrund, es war ein kleiner gemusterten Objekt bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung aus dem hintergrund. Die Teilnehmer wurden angewiesen, sich zu melden, entweder die Lage oder die Form der kleineren gemusterte Objekt.

Die Forscher fanden, dass jüngere Erwachsene waren besser zu sehen, dass auch kleinere sich bewegende Objekte im Vordergrund und schlechter zu sehen, im hintergrund Bewegung. Ältere Erwachsene—Teilnehmer im Alter von 65 und darüber—waren genau das Gegenteil. Sie waren ärmer an sehen der kleinere sich bewegende Objekte, weil Sie ein erhöhtes Bewusstsein der hintergrund, vor dem die Objekte verschoben. Jüngere Erwachsene nahmen im Durchschnitt 20 Millisekunden, wählen Sie die verschieben von Objekten, und ältere Erwachsene nahmen etwa 30 Millisekunden.

Während beide Gruppen wurden effizient bei der Aufgabe, dauert nur ein Bruchteil einer Sekunde zu erkennen, die Bewegung des Objekts gegen den hintergrund, „die paar extra Millisekunden könnte einen großen Unterschied machen“, sagt Woon Ju Park, ein ehemaliger Postdoktorand in Tadin lab und zurzeit wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität von Washington. „Denken Sie über die Dinge, die für euer überleben.“ Ein Bruchteil einer Sekunde, könnte bedeuten, den Unterschied zwischen schlagen oder die Vermeidung einer Fußgängerzone; oder es könnte gerade genug Zeit, zu verlieren Anblick von einem wilden Kind. Im Fall der Tier-Welt, könnte es bedeuten, den Unterschied zwischen Leben und Tod.

„Denken Sie an ein Tier in der wildnis“ Park erklärt. „Wenn es sieht, ein sich bewegendes Objekt, das könnte entweder sein Mittagessen für den Tier-oder etwas, das Sie Essen, das Tier für das Mittagessen. Die Tiere sind wirklich gut tarnen, doch auch die beste Tarnung auseinander zieht mit Bewegung.“

Die Forscher spekulieren, dass ältere Erwachsene haben eine gestörte Bewegung der segregation, weil, wie Menschen im Alter, Ihre vision ändert sich und wird „lauter.“ Wie eine adaptive Mechanismus, den Alterungsprozess des Gehirns dann vielleicht priorisieren die Integration von Bewegungs-Informationen im Allgemeinen über die Unterdrückung und Aufteilung des Hintergrunds vom Vordergrund. Die Ergebnisse zeigen auch, dass Menschen mit psychiatrischen Erkrankungen wie der Schizophrenie assoziiert sind, mit ähnlichen „lauter“ visuelle Systeme—könnten auch die Erfahrungen der trade-off zwischen integration und segregation.

Obwohl die Forschung zeigt, dass die Fähigkeit zur Erfassung von sich bewegenden Objekten vor einem bewegten hintergrund mit zunehmendem Alter sinkt, die Forschung bietet auch einige gute Nachrichten für ältere Erwachsene.

„Mit der Ausbildung, die wir machen können, ältere Erwachsene werden eher wie jüngere Erwachsene,“ Tadin sagt.

Die Forscher fanden heraus, dass ältere Erwachsene könnte Ihr Gehirn trainieren, um Prozess-motion mehr wie jüngere Erwachsene mit dem üben der visuellen Segmentierung von bewegten Objekten. Die älteren Teilnehmer führten die Studie die Aufgabe, für vier Wochen, mit vier Sitzungen pro Woche, und wurde schneller an der Aufgabe, die Kluft in der Leistung mit Ihren jüngeren Kollegen. Überraschend fanden die Forscher, die älteren Teilnehmer, die eine Ausbildung nicht in der Tat besser zu sehen, dass die kleinere sich bewegende Objekt; Ihre Fähigkeit, zu sehen war das Objekt nur so gut, wie es war am Anfang der Ausbildung. Was verändert sich mit dem training war, dass die älteren Erwachsenen wurde weniger sensibel für die hintergrund motion, genau wie jüngere Erwachsene.