Как мозг управляет вниманием и взглядом и почему иногда их путает

Почему мозг начинает путаться, если объект изменился

Вот что интересно: наше внимание опережает взгляд. Мы можем сфокусироваться на объекте ещё до того, как переведём на него глаза. Это явление — пресаккадическое внимание — даёт нам преимущество: мы успеваем «разглядеть» объект краем глаза до основного взгляда.

Но новое исследование показало, что это преимущество легко потерять. Если объект вдруг изменится за доли секунды до того, как мы на него посмотрим, наш мозг запутается. Мы можем пропустить это изменение, хотя взгляд будет направлен точно на цель.

«Наша работа — интересный контрапункт многим предыдущим исследованиям, — объясняет соавтор работы Девараджан Шридхаран. — Раньше считалось, что пресаккадическое внимание всегда полезно. Но нет».

В эксперименте добровольцы следили за решётками на экране, не глядя на них прямо, и должны были заметить, когда одна из них слегка наклонялась. Всё это происходило как раз в тот момент, когда глаза готовились к движению.

«Мы отслеживали движения глаз до, во время и после фиксации взгляда, — говорит соавтор Приянка Гупта. — К нашему удивлению, участникам было сложнее обнаружить изменения именно в тот короткий пресаккадический промежуток».

А в следующем опыте людям показывали две решётки одну за другой прямо перед движением глаз. Если ориентация второй решётки менялась во время скачка взгляда, люди их путали. Мозг, получив предварительную информацию «сбоку», готовился к одному, а получал другое. И проигрывал. Получается, наше внимание может нас же и подвести?

За внимание и движение глаз отвечают разные нейроны

Но как это устроено внутри? Чтобы это выяснить, учёные провели эксперимент на обезьянах, научившись разделять внимание и направление взгляда. Животные тоже следили за решётками краем глаза, и когда одна меняла наклон, должны были сфокусировать на ней внимание, не переводя взгляд напрямую.

С помощью специальных электродов исследователи записали активность сотен нейронов в зрительной коре V4. И обнаружили чёткое разделение труда.

Нейроны в поверхностных слоях коры генерировали сигналы, связанные с вниманием. Они буквально «кричали», выделяя объект, на котором нужно сосредоточиться. А нейроны в глубоких слоях отвечали за движения глаз. Более того, глубокие нейроны снижали свой фоновый «шум», возможно, чтобы не мешать восприятию.

«Поверхностные нейроны увеличивали частоту импульсов, чтобы выделить объект для принятия решений, — поясняет соавтор Адитья Нараян Чандрасекаран. — А глубинным нужно было не мешать».

Понимание этого разделения — ключ к разгадке многих нарушений, например, синдрома дефицита внимания (СДВГ). Как отмечает Шридхаран, такие исследования могут помочь в разработке методов лечения. И не только: представьте тренажёры для пилотов или водителей, где нужно следить за десятками быстро меняющихся объектов. Теперь мы немного лучше понимаем, как наш мозг справляется — или не справляется — с этой задачей.