Когда мы находим что-то особенно красивое или впечатляющее, у нас буквально появляются большие глаза: наши зрачки расширяются. Зрачок контролирует, сколько света попадает в глаз и падает на сетчатку. Когда много света, зрачок сужается; когда мало света, он снова открывается. Нейробиологи из Немецкого центра приматов (DPZ) – Института исследований приматов им. Лейбница и Европейского института неврологии в Геттингене в ходе исследования людей и макак-резусов обнаружили, что движение зрачка не только рефлекторно контролируется количеством падающего света. , но бессознательно также и нашим разумом. Таким образом, ученик может следовать ритмам, возникающим в окружающей среде. Таким образом, зрачок оптимально адаптирован к окружающей среде, что улучшает восприятие. Исследование опубликовано в Журнале нейробиологии.
Сенсорные впечатления от нашего окружения часто бывают ритмичными не только когда мы слышим, но и когда видим. Например, синий свет проезжающей машины скорой помощи мигает примерно 120 раз в минуту. Мы также бессознательно реагируем на визуальные события в нашей среде, которые могут регистрироваться нашими чувствами как регулярные паттерны. Из этих паттернов наш мозг может, например, определить, когда следующая вспышка синего света поразит глаз, и подготовиться к ней.
Важным фактором зрения является регулировка диаметра зрачка. Меньшие зрачки обеспечивают более четкое изображение, в то время как большие зрачки позволяют большему количеству света достигать сетчатки, что повышает вероятность обработки даже слабых стимулов. Диаметр зрачка контролируется зрачковым рефлексом, который автоматически, i.е. без нашего ведома и намерения регулирует мускулы зрачка в зависимости от падения света. Но не вся важная экологическая информация содержится только в количестве падающего света. Поэтому в мозгу требуются вычисления, выходящие за рамки возможностей рефлекса, чтобы учесть всю доступную информацию. Целью этого исследования, финансируемого Немецким исследовательским фондом (DFG), было выяснить, контролируется ли динамика учеников полностью автоматически, и в какой степени, или на них также влияют более сложные ритмы окружающей среды.
Для исследований движения зрачков двух самцов макак-резусов (Macaca mulatta) и нескольких испытуемых обоих полов измеряли с помощью высокоскоростной видеокамеры, при этом испытуемым показывали последовательности изображений человеческих лиц с временной частотой два герца. Между изображениями был показан темный фон. Чередование фона и изображения заставляет зрачок расширяться и сужаться в ритме с изображениями. В ходе экспериментов изменялся порядок изображений – они были сгруппированы попарно, так что одно изображение всегда следовало за другим. Таким образом, существует два ритма, на которые реагирует зрачок: быстрый (два герца), который возникает в результате чередования изображения и фона, и один, в половинном темпе (один герц), который возникает в результате расположения изображений как пары. Последовательность пар не определяется самим светом, поэтому требуется дополнительное вычисление ритмов окружающей среды в мозгу. Поскольку яркость лиц на всех изображениях, а также темный фон в «паузах» остались неизменными, но расположение изображений варьировалось, можно сделать выводы о влиянии этого дополнительного вычисления на динамику зрачка.
Помимо структурированной последовательности показывались случайно расположенные изображения с одинаковой частотой (два герца). Сравнение результатов между последовательностями структурированных и неструктурированных изображений на одной и той же частоте изображений показывает, что у обоих изученных видов зрачок следует не только связанному со светом ритму изображений, но также и более сложному ритму пар. Движение зрачка в медленном (один герц) ритме дольше держит зрачок открытым, как будто пара не должна прерываться закрытием зрачка. Это позволяет большему количеству света достигать сетчатки. «Таким образом, дополнительная информация, содержащаяся в окружающей среде, дополняет информацию, которая уже достигает сетчатки через падающий свет», – говорит Каспар Швидрзик, руководитель младшей исследовательской группы «Восприятие и пластичность.«Кроме того, исследование показало, что это способствует улучшению восприятия, даже если испытуемые не осознают, что в окружающей среде существует ритм. «Таким образом, контроль над зрачком не является чисто рефлексивным, он также зависит от наших бессознательных мыслей», – добавляет Швидрзик.