どのようにあなたの脳は動きをより良く見るために気を散らす

ロチェスター大学の科学者による新しい研究では、なぜ人間が動く物体を識別するのに優れているのか、そして年をとるにつれて脳がより良くなるように訓練する方法を探ります。

人間が前景の小さな動く物体を識別するのが得意な理由の1つは、私たちの脳がより大きな背景の動きに対して鈍感になることです、と研究者は報告しています。

逆に、人の脳が背景の動きに敏感である場合、マイナスのトレードオフは小さい前景のオブジェクトに敏感ではなくなることです。

に登場する研究 ネイチャー·コミュニケーションズこれは、高齢の成人や統合失調症のような体調の悪い患者のための新しいトレーニングプログラムにつながる可能性があります。

視覚的な動きは、背景からオブジェクトを分離するための重要な情報源です。 たとえば、枝に対して偽装したクモは、動き始めるとすぐに見えなくなります。 混雑している空港のターミナルで見つけようとしている友人は、手を振ってみるともっと区別がつきやすくなります。

背景からオブジェクトを分離するプロセスは一見楽なことですが、研究者はまだ私たちのビジュアルシステムがどのように動いているオブジェクトを背景からすばやく見つけ出して分離するのかを知りません。 新しい研究は、彼らがプロセスがどのように機能するかを理解することに一歩近づくかもしれません。

最も重要なことは何ですか?

「人間の脳は、私たちの周りのすべての情報を処理することはできません」と、ロチェスター大学の脳科学および認知科学の教授である主執筆者のDuje Tadinは言います。 「重要性の低いものにあまり敏感でないことは、より重要なタスクを達成する上で脳をより効率的かつ迅速にします。」

例えば運転してください。 背景の景色がぐらつくと、運転手は車や歩行者、そして道路上の他の物を見たり避けたりすることが不可欠です。

脳がそのような物体を動く背景と区別することができる2つの基本的な方法があります。 重要なオブジェクトを強化することができます。 または、背景を抑制し、この抑制によってオブジェクトを強調することができます。 後者は「より効率的な選択肢です」とTadinは言います。 「背景雑音が大きい部屋で会話をすることを考えてみてください。 単に大声で話すことよりも、ノイズを止める方法を見つけるほうが効果的です。」

動いている物体を強調するために脳が使用するのはこれらの戦略だけではありませんが、たとえば注意が別の要因です。たとえば、Tadinの研究室による以前の研究では、IQと背景の動きを抑制する能力との関連がありました。 研究者らは、健康な若い人たちの中では、時間的中央視覚野(MT)と呼ばれる脳内の領域がこの抑制の原因であると推測しました。

エージングがモーション検知に与える影響

動いている背景上で動いている物体を識別する人々の能力をテストするために、研究者らは研究参加者にテクスチャ模様を動かして見せた。 テクスチャ化された背景の中には、背景とは反対の方向に動く小さな模様のついたオブジェクトがありました。 研究者らは参加者に、より小さな模様のある物体の位置または形状を報告するように指示しました。

研究者らは、若い成人は前景にある小さな動く物体を見るのが得意であり、背景の動きを見るのが悪いことを見出した。 高齢者 - 65以上の参加者 - は反対でした。 彼らはオブジェクトが移動した背景に対する意識が高まっていたので、彼らは小さい移動オブジェクトを見るのが辛かったです。 若年成人は動く物体を拾うのに平均20ミリ秒かかり、高齢成人は約30ミリ秒かかりました。

両方のグループがタスクに対して効率的で、背景に対するオブジェクトの動きを検出するのにほんの1秒しかかからなかったが、「これらの数ミリ秒は大きな違いを生む可能性があります」とTadinの研究室の元博士研究員Woon Ju Parkは言います。現在はワシントン大学の研究員です。 「あなたの生存にとって重要なことについて考えてください。」一瞬の間に歩行者を打つか避けるかの違いを意味するかもしれません。 または、それは浪費的な子供を見失うのにちょうど十分な時間かもしれません。 動物界の場合、それは生と死の違いを意味します。

「野生の動物を考えてください」とパークは言います。 「動いているものが見つかった場合、それは動物のための昼食か、または昼食のためにその動物を食べることができるもののいずれかになり得ます。 動物はカモフラージュが本当に得意ですが、最高のカモフラージュでさえも動きによって引き裂かれます。」

研究者たちは、高齢者は年齢とともに視力が変化して「騒々しい」ようになるため、運動の分離が損なわれていると推測している。適応メカニズムとして、加齢脳は背景からの背景の抑制とセグメント化よりも運動情報の統合を優先する。 これらの結果はまた、統合失調症のような精神障害を持つ人々 - 同様の「より騒々しい」視覚システムと関連している - も統合と分離の間のトレードオフを経験するかもしれないことを示唆している。

トレーニングは役に立ちます

この研究は、動いている背景に対して動いている物体を検出する能力は年齢とともに減少することを示していますが、この研究は高齢者にも良いニュースを提供しています。

「トレーニングを受ければ、私たちは年配の大人をより若い大人に近づけることができます」とTadinは言います。

研究者たちは、高齢者は動いている物体の視覚的セグメンテーションを実践することによって、より若い大人のように動きを処理するように自分の脳を訓練できることを見出しました。 年長の参加者は、週に4回のセッションで4週間研究課題を遂行し、そして課題でより早くなって、彼らのより若い対応者とのパフォーマンスのギャップを狭めました。

驚くべきことに、研究者達は、訓練を受けた年長の参加者は実際にはより小さな動く物体を見るのが上手くいかなかったことを発見した。 オブジェクトを見る能力は、トレーニングの開始時と同じくらい優れていました。 トレーニングによって変化したのは、若い成人のように、高齢者は背景の動きに敏感ではなくなったことです。

「ほとんどの場合、脳内で何かを訓練すると、状況は良くなります」とTadinは言います。 「これは、トレーニングをすることで、オブジェクトを見ることがよくなる一方で、背景を見ることが難しくなるケースです。 これにより、この2つのことは本当に一体的に関連していることがわかりました。1つが影響を受けると、もう1つも変化したからです。」

ソース: ロチェスター大学

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