欺ceptionの幻想：レトロ予測に基づく視覚錯視

人間の脳は、しばしば世界で最も複雑な生物学的コンピューターと呼ばれています。 世界中の科学者は、この信じられないほど神秘的な器官を研究し続け、その特性、機能、能力などをますます発見しています。 私たちが知っているように、多くの科学、そしてそのための研究は互いに関連しています。 したがって、人間の脳の研究により、解剖学に関係のない技術や技術を向上させることができます。 今日、我々は科学者がそれを欺くための新しい方法をテストしている脳の新しい研究を見ています。 私たちは、脳によって処理された情報を通して私たちの周りの世界を知覚します。 私たちが見たり、聞いたり、嗅いだり、味わったり、触れたりするものはすべて、私たちの感覚が知覚し、脳が処理する特定の信号のセットで構成されています。 しかし、これらの信号が偽である、またはむしろまったく信号がなく、脳がそれらが確実であるとしたらどうでしょうか？ これは、今日の研究で議論されるものです。 行こう



研究の基礎



私たちは皆、錯視の概念に精通しています。 この現象は、物理現象（光の屈折：コップ1杯の水の中のスプーン）と、脳による情報の認識のエラーの両方に関連付けることができます。 物理学は脇に置いておきましょう。物理学はどこにでも常に存在します（DMB映画のように：「あなたはゴーファーを見ますか？私は見ませんが、彼は見ます」）。 周囲の世界のデータの誤った認識は、さまざまな形式とタイプになります。 もちろん、ほとんどの場合、視覚的な錯覚について聞いたり読んだりします。 研究者たちは、ほとんどの幻想の主な理由の1つは、いわば脳が過去を予測するときの逆予測の概念だと主張しています。 すでに起こったことを予測するのは少し奇妙に聞こえます。 しかし、ここで神経生物学が世界に入り、すべてを私たちに説明します。 比較的最近の2000年に、スタンフォード大学の神経科学者であるデビッドイーグルマンと生物学研究のためのソーク研究所の神経科学者であるテリーセイノフスキーは、イベント後に人間の脳が情報を収集し、何が起こったのかを正確に結論付けるという理論を表明しました。



この現象を少し理解しやすいのは、フラッシュを使用した錯覚の例です。









アニメーションをよく見てください。 時間をかけてください。 何が見えますか？ より正確には、どこを見ていますか？ 緑の四角は赤と平行に見えますか、それとも少しずれていますか？ 緑が表示された瞬間に両方の正方形が互いに平行に表示されている場合、おめでとうございます。あなたは惑星クリプトンの出身です。



EaglemanとSeinowskiは、知覚（知覚、より精巧な用語を好む知覚）はイベントの前（緑の四角の出現）ではなく、イベント中ではなく、イベントの80ミリ秒後に発生すると主張します。 この場合、脳は2つの「信号」を感知する必要があります。赤い四角の位置と、現れる緑の位置です。 リバースマスキングの理論では、視覚刺激の知覚は、メイン刺激の直後に現れるマスキング刺激によって損なわれると言われています。 つまり、緑の正方形の外観は、脳が赤の位置を完全に決定することを妨げています。そのため、赤が互いに平行ではないことがわかります。 この理論は、逆予測の現象を裏付けています。



これらの幻想は、すでに理解しているように、脳による視覚情報の認識のエラーのみに基づいています。 今日議論している研究で、科学者は、主刺激とマスキング刺激が一般的なカテゴリーにない場合にリバースマスキングが使用できるかどうかを理解するために、視覚刺激に加えて音響刺激を追加することにしました。



研究準備



この研究では2種類の実験を実施しました。 最初のタイプは視覚刺激の錯覚であり、2番目は視覚刺激の抑制です。





イメージNo. 1



上の画像は、入力刺激（左）と知覚対象（右）の概略図を示しています。 灰色の長方形は、特定の音声信号と同時に発生するライトフラッシュです。



オプションAは最初のタイプの実験です。 ご覧のとおり、2回点滅し、3回ビープ音が鳴りますが、被験者は3回点滅します。



オプションBは2番目のタイプの実験です。 フラッシュが3回鳴り、ビープ音が2回だけ鳴り、被験者は2回だけ点滅します。



実験的なウサギ（皮肉なことにごめんなさい）は13人で、男性4人と女性9人でした。 研究者は、被験者に実験のすべての詳細を伝えたのではなく、発生した発生数を数えることのみを求めたと指摘しています。 したがって、科学者は結果の客観性と精度を高めたいと考えていました。



実験の設定は非常に簡単でした。 被験者は、57 cmの距離で60 Hzのリフレッシュレートでモニターの前に座っており、モニターの前で比較的同じ位置を確保するために、頭をあごスタンドに置いていました。 部屋の照明は薄暗く、これは実験中にモニターで発生する視覚刺激のより効果的な知覚も伴いました。





実験のセットアップ



画面の背景と視覚刺激（灰色の長方形のフラッシュ）の違いは、明るさです。背景は30％、長方形は80％です。 視覚的なフラッシュのそれぞれは、正確に17ミリ秒間画面に表示されました。



音刺激は、モニターの側面にある2つのスピーカーを通して再現されました。 オーディオ信号の持続時間（800 Hz）は7ミリ秒でした。



異なる被験者間の知覚速度の可能な違いを平準化するために、音声信号と視覚信号の間に23秒のギャップが確立されました。



彼らの報告では、研究者は各実験をNbMfの形式で提示しています。Nbは音声信号の数、Mfはフラッシュの数です。 つまり、2b4fは2回のビープ音と4回の点滅です。



被験者を対象とした実験は、いくつかの主要な段階に分けられました。



ステージI ：フラッシュカウント。





各実験バリアントは25回実行されました。 被験者は、各実験で見た閃光の回数を記録することになっていた。



段階II ：幻想的なフラッシュの位置を決定します。





合計100回のこのような実験がランダムな順序で実行されました。 被験者はまた、フラッシュの数を記録し、モニターで知覚した各フラッシュの位置も示しました。 したがって、存在しない（幻想的な）アウトブレイクに対する被験者の認識を判断することができました。



段階III ：刺激の位置とその方向に関する予備知識。 また、8人の参加者がランダムに選択され、6つの実験オプションが再びありました。





この段階で、最初のフラッシュは常に画面の中央にあり、残りの部分はランダムな順序で右または左に表示され、各方向について15回の実験が行われました。 被験者は再び閃光の回数と方向を記録しました。



ステージIV ：偏心。 5人の被験者が参加しました。





上記のオプションはそれぞれ25回実行されましたが、異なる偏心角（目の中心からの角度）がありました：4°、10°、および16°。 このパラメータを変更すると、錯覚の発生が被写体の視野角に依存するかどうかを判断できます。



段階V ：信頼度。 この段階では、8人の参加者と6つの経験オプションがありました（上記参照）。 被験者は、発生した発生数を記録することに加えて、回答の信頼度について4つのオプションのいずれかを選択する必要がありました。 したがって、実験における認知的歪みの影響を判断することができました。 この現象は、人が自分の信念、感情的または身体的状態などに応じて選択をしたり答えたりするときの主観性の概念と同一視できます。 言い換えれば、最初に精神分析に関連するテストがいくつあったかを覚えているので、質問と自分の答えについて考えるのではなく、頭に浮かんだ最初のことを言ってください。 これはほぼ認知的歪みの平準化です。



ステージVI ：レトロ予測。





ご覧のように、2番目と3番目のオプションは、音声信号とフラッシュの数は同じ-2b3fですが、位置が異なります。 すべてのオプションはそれぞれ25回テストされました。 この段階は、情報を知覚するプロセスにおける逆予測の重要性を判断することを目的としています。



ステージVII ：抑制。





この段階で、ランダムな順序で合計100回の実験が行われました。 テスト参加者は、発生した発生回数を記録し、自分の位置を示しました。 この段階は、フラッシュの1つが隠れているのか、それとも隣接するフラッシュとマージするのかを理解するために必要です。





幻想的なオーディオビジュアル信号のデモンストレーション（便宜上、字幕を追加）。





抑制された（隠された）オーディオビジュアル信号のデモ（便宜上、字幕を追加）。



実験結果





架空の視聴覚信号の実験結果のグラフ。



グラフAでは、ステージIに関連する実験の参加者がフラッシュを何回撮影したかを確認できます。3b2fモデル（ビープ音3回とフラッシュ2回）を使用した場合、ほとんどの被験者は2b2fモデル（ビープ音2回と2回のみ本物のフラッシュ）。 これは、実際には2つしかなかったのに、追加の音声信号が被験者におそらく3回の閃光を引き起こすように促したことを示唆しています。



研究者はまた、この結果は実施されたテストの数に依存しないことに注意しています。 つまり、最初の50回の呼び出しと最後の50回の呼び出しでのテスト結果は、実際には違いはありませんでした。 したがって、何回繰り返されても、テストの条件に適応しませんでした。



グラフBは、被験者間の回答の信頼度を示しています。 ご覧のとおり、ソースデータ（フラッシュと音声信号の数、およびそれらの組み合わせのバリエーション）に関係なく、すべてのケースでの信頼度はほぼ同じです。



最後に、 Cをスケジュールします。 被験者がアウトブレイクをどのように分布させたか、つまり、意見のどこに登場したか（右または左）を示しています。 結果は、アウトブレイクの認識は、それらが現れる側（左から右または右から左）にも依存することを示しています。 被験者が3つの閃光を見たとき、それらのほとんどは、最初と3番目が遠く離れていて、2番目が比較的中心にあったことを示しました。 もちろん、実際には2番目のフラッシュはありませんでした。 また、実際の距離は実験中に変化しませんでした。 つまり、幻想的な閃光の存在が、2つの現実をさらに引き離しました。





隠された（抑制された）オーディオビジュアル信号の実験結果のグラフ。



被験者が実際のフラッシュを知覚しなかったときの、逆の実験の結果の上記のグラフ。 2b3fモデル（2回のビープ音と3回の閃光）の場合、被験者の大多数は2回の閃光しか見ませんでしたが、0b3fモデルでは3回の閃光すべてがありました。 これは、マスキング刺激のような音信号がフラッシュの1つをブロックし、脳による正常な知覚を妨げることを示唆しています。 一方、音声信号がない場合、脳がすべての実際の閃光を完全に知覚するように気を散らすものはありません。 グラフAからわかるように、モデル2b3f、3b3f、および0b3fのテスト結果はほぼ同じです。



また、スケジュールBは、被験者間の回答に対するかなり高い信頼度も示しています。



2回のフラッシュ（実際の3回ではなく）しか見なかった被験者の2b3fモデル（2回のビープ音と3回のフラッシュ）の結果の分析は、ほとんどの参加者が実際に1回目と3回目のフラッシュを見たことを示しました（グラフC ）。



存在しないフラッシュが存在すると、実際のフラッシュが実際の位置から反対方向に押し出されることがわかります。 2回目のアウトブレイクの知覚を抑制する場合、アウトブレイクの知覚位置は実際の位置と変わりません。



この研究の詳細、特に実験の統計データについて詳しく知りたい場合は、 こちらから入手できる研究グループのレポートに精通することをお勧めします。



エピローグ



この研究は、音信号が実際の刺激の知覚をブロックするカモフラージュ刺激として役立つことを示しました。 同時に、音響信号を使用すると、幻想的な視覚刺激が知覚される可能性がありますが、実際には存在しません。



人間の脳は大量のデータを保存して処理します。 すべてのアクション（手の波から新しい細胞の誕生まで）、私たちが見る、聞く、嗅ぐ、触るすべては、反応する前に処理する必要がある情報です。 脳がだまされることがあります。 そして今日、研究者はこれを達成するための新しい方法を示しました。 このような研究は、一見しただけでは面白くても、自分の知識の境界を広げるには非常に重要です。 今日までの脳は、海の深さや宇宙の広さとともに、ほとんど研究されていない「物体」のままです。



ご滞在いただきありがとうございます。 私たちの記事が好きですか？ より興味深い資料を見たいですか？ 注文するか、友人に推奨することで、私たちをサポートします。私たちがあなたのために発明したエントリーレベルのサーバーのユニークな類似品のHabrユーザーのために30％割引： VPS（KVM）E5-2650 v4（6 Cores）10GB DDR4 240GB SSD 1Gbpsについて20ドルまたはサーバーを分割する方法？ （オプションはRAID1およびRAID10、最大24コア、最大40GB DDR4で利用可能です）。



VPS（KVM）E5-2650 v4（6コア）10GB DDR4 240GB SSD 1Gbpsまで 6か月の期間を支払う場合は12月まで無料で 、 ここで注文できます 。



Dell R730xdは2倍安いですか？ オランダと米国で249ドルからIntel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 TVを2台持っているだけです！ インフラストラクチャの構築方法について読む クラスRは、1米ドルで9,000ユーロのDell R730xd E5-2650 v4サーバーを使用していますか？