{vembed Y=1h3eH-FrEGU}

罗切斯特大学科学家的新研究探索了为什么人类善于辨别移动物体,以及随着年龄的增长,我们如何训练我们的大脑以便更好。

报告研究人员称,人类擅长辨别前景中较小的移动物体的一个原因是,我们的大脑在较大的背景中变得不敏感。

相反,当一个人的大脑对背景运动更敏感时,负面的权衡是她对较小的前景物体不那么敏感。

该研究出现在 自然通讯,可能会导致针对老年人和患有精神分裂症等疾病的患者的新培训计划,这些疾病与较弱的运动隔离有关。

视觉运动是将对象与背景分离的重要信息来源。 例如,伪装在树枝上的蜘蛛一旦开始移动就会立即失去隐形。 一旦她开始挥动双手,你想要在拥挤的机场航站楼中找到的朋友就更容易区分了。


内在自我订阅图形


虽然将物体与背景分离的过程看似毫不费力,但研究人员仍然不知道我们的视觉系统如何设法快速从背景中挑选和隔离移动物体。 新的研究可能使他们更接近理解过程的工作方式。

什么是最重要的?

“人类的大脑不可能处理我们周围的所有信息,”罗切斯特大学大脑和认知科学教授Duje Tadin说。 “对不太重要的事情不那么敏感,会使大脑更有效,更快地完成更重要的任务。”

以驾驶为例。 随着背景风光的掠过,驾驶员必须看到并避开道路上的汽车,行人和其他物体。

大脑可以通过两种基本方式将这些物体与移动背景区分开来。 它可以增强重要的物体; 或者,它可以抑制背景,并且,由于这种抑制,增强了对象。 Tadin说,后者是“更有效的选择”。 “考虑在高背景噪音的房间里试图进行对话。 找到一种关闭噪音的方法比尝试更大声说话更有效。“

虽然这些策略不是大脑用来突出移动物体的唯一策略 - 例如,注意力是另一个因素 - 来自Tadin实验室的先前研究发现了IQ与抑制背景运动的能力之间的联系。 研究人员推测,在健康的年轻人中,大脑中称为中间视觉区域(MT)的区域是造成这种抑制的原因。

老化如何影响运动检测

为了测试人们识别移动背景上移动物体的能力,研究人员展示了研究参与者移动纹理图案。 在带纹理的背景中,有一个较小的图案化物体在与背景相反的方向上移动。 研究人员指示参与者报告较小图案对象的位置或形状。

研究人员发现,年轻的成年人更善于在前景中看到较小的移动物体,而在看到背景运动时则更差。 65及以上年龄的老年人 - 参与者则相反。 他们在看到较小的移动物体时较差,因为他们对物体移动的背景有了更高的认识。 较年轻的成年人平均需要20毫秒来挑选移动物体,而老年人则需要大约30毫秒。

虽然这两个小组都很有效率,只需要一秒钟的时间来检测物体在背景中的移动,“那些额外的毫秒可能会产生很大的不同,”Toonin实验室前博士后助理Woon Ju Park说。目前是华盛顿大学的研究助理。 “想想对你的生存至关重要的事情。”一瞬间可能意味着击中或避开行人之间的区别; 或者它可能只是有足够的时间来忽视一个吵闹的孩子。 就动物世界而言,它可能意味着生与死之间的差异。

“想想野生动物,”帕克说。 “如果它看到一个移动的物体,那可能是动物的午餐,也可能是吃午饭的动物。 动物真的很擅长伪装,但即使是最好的伪装也会因动作而分开。“

研究人员推测,老年人的运动隔离受损,因为随着人们年龄的增长,他们的视力发生变化并变得“嘈杂”。作为一种适应性机制,老化的大脑可能会优先整合运动信息,而不是抑制和分割前景背景。 结果还表明,患有精神疾病的人 - 例如与类似的“吵闹的”视觉系统相关的精神分裂症 - 也可能在整合和隔离之间经历权衡。

培训可以提供帮助

虽然研究表明,在移动背景下探测移动物体的能力随着年龄的增长而降低,但研究也为老年人提供了一些好消息。

“通过培训,我们可以使老年人更像年轻人,”塔丁说。

研究人员发现,通过对移动物体进行视觉分割,老年人可以训练他们的大脑更像年轻的成年人来处理运动。 年龄较大的参与者完成了为期四周的研究任务,每周四次,并且更快地完成任务,缩小了与年轻同行的绩效差距。

令人惊讶的是,研究人员发现,接受过训练的年龄较大的参与者实际上并没有更好地看到较小的移动物体; 他们看到物体的能力和训练开始时一样好。 随着训练的变化,老年人对背景运动变得不那么敏感了,就像年轻人一样。

塔丁说:“大多数时候,当你在大脑中训练某些东西时,情况就会好转。” “在这种情况下,通过训练,你可以更好地看到物体,同时在看到背景时变得更糟。 这向我们展示了这两件事真的是整体联系在一起的,因为当我们影响一件事时,另一件事也发生了变化。“

Sumber: 罗切斯特大学