Наши глаза совершают молниеносные движения, называемые саккадами, несколько раз в секунду, но мы никогда не замечаем связанного с этим размытия движения.

Новое исследование показывает, что эта «невидимость» возникает из-за того, что скорость наших саккад устанавливает естественный предел скорости того, что мы можем видеть. Если объект движется быстрее, чем наши глаза обычно перемещаются во время саккады, он фактически исчезает из нашего восприятия.

Почему мы не видим размытия, когда наши глаза делают скачок?

Если быстро повернуть камеру с одного объекта на другой, изображение часто превращается в смазанное пятно, от которого может закружиться голова. Удивительно, но наши глаза совершают похожие стремительные движения несколько раз в секунду, и при этом мы вообще не замечаем никакого размытия. Эти быстрые перемещения называются саккадами, и, хотя изображение на сетчатке резко меняется при каждом таком движении, мозг каким-то образом сглаживает этот процесс. Мы никогда не видим само движение.

Новое исследование раскрывает еще более удивительный факт: скорость саккад может предсказать момент, когда быстро движущиеся объекты становятся невидимыми. Согласно исследованию, опубликованному в Nature Communications учеными из Кластера передовых исследований «Наука об интеллекте» при TU Berlin, объекты, такие как бурундук, стремительно пробегающий по двору, или теннисный мяч, летящий по воздуху, могут исчезать из нашего восприятия, если они движутся со скоростью и траекторией, схожими с саккадой.

Это открытие показывает, что границы нашего зрения зависят не только от чувствительности глаз. Они также тесно связаны с тем, как движутся наши глаза. Понимание зрения, как оказалось, требует понимания движения — не только в окружающем мире, но и в нашем собственном теле.

Когда движущийся объект становится слишком быстрым, чтобы его увидеть?

Предел скорости, при которой объект становится невидимым для нас, напрямую связан со скоростью движений наших глаз. Если объект движется слишком быстро, мы перестаем его видеть. Таким образом, скорость движения глаз на определенном расстоянии можно использовать для предсказания, при какой скорости движущийся объект становится невидимым.

Поскольку скорость движений глаз варьируется от человека к человеку, те, у кого глаза двигаются быстрее, могут видеть объекты, движущиеся с большей скоростью, по сравнению с людьми с более медленными движениями глаз. Это может означать, что лучшие бейсбольные бьющиеа, игроки в экшен-видеоигры или фотографы дикой природы — это те, у кого более быстрые движения глаз.

Наши движения формируют то, что мы воспринимаем

Этот результат захватывающий, поскольку он впервые подтверждает идею о том, что движения нашего тела принципиально формируют способности нашей перцептивной системы.

«То, какие части физического мира мы можем воспринимать, в корне зависит от того, насколько хороши наши сенсоры», — объясняет Мартин Рольфс, ведущий автор исследования. «Например, мы не видим инфракрасный свет, потому что наши глаза не чувствительны к нему, и мы не замечаем мерцания на экранах, потому что они мерцают на частотах, которые наши глаза не могут различить.

Однако в этой работе мы показываем, что границы зрения определяются не только этими биофизическими ограничениями, но и действиями и движениями, которые влияют на сенсорную систему. Чтобы продемонстрировать это, мы использовали самые быстрые и частые движения тела — саккадические движения глаз, которые люди совершают более ста тысяч раз в день».

Движение, которое мы не воспринимаем

Подобно тому, как движение камеры создает эффект движения в фильме, саккады формируют динамические узоры на сетчатке глаза. «Но мы никогда не осознаем это движение», — говорит Рольфс. «Мы показали, что стимулы, которые следуют тем же (очень специфичным) шаблонам движения, что и саккады (при условии, что глаза остаются неподвижными), также становятся невидимыми. Таким образом, мы предполагаем, что кинематика наших действий (в данном случае саккад) принципиально ограничивает доступ сенсорной системы к окружающему физическому миру».

Рольфс пояснил, что это можно считать умной особенностью зрительной системы, поскольку она остается чувствительной к быстрому движению, но только до скоростей, которые соответствуют саккадам, и эти скорости не воспринимаются сознательно, хотя доступны для мозга.

«Проще говоря, свойства сенсорной системы, такой как человеческое зрение, лучше всего понимать в контексте кинематики действий, которые определяют ее входные данные (в данном случае быстрые движения глаз)», — сказал Рольфс.

Тонко настроенная машина

«Наша зрительная и двигательная системы тонко настроены друг на друга, но это долгое время игнорировалось», — говорит Мартин Рольфс. «Одна из проблем в том, что люди, изучающие двигательный контроль, не те же, кто занимается восприятием. Они посещают разные конференции, публикуются в разных журналах — но им нужно общаться!»

Это исследование показывает, что наша зрительная система может распознавать, когда стимул движется подобно нашим собственным движениям глаз, и затем фильтрует сознательное восприятие этого движения. Это также предлагает новый механизм, объясняющий, почему мы не видим размытия движения на сетчатке во время движений глаз, как это было бы при использовании камеры.

Кратко:

• Объекты, движущиеся со скоростью, длительностью и расстоянием, схожими с нашими саккадами, могут становиться невидимыми для нас, даже если глаза неподвижны.

• Люди с более быстрыми саккадическими движениями глаз лучше воспринимают быстрее движущиеся объекты, чем те, у кого саккады медленнее.

• Способность воспринимать движение зависит не только от сенсорных ограничений, но и от движений, которые формируют сенсорный ввод.

• Наши зрительная и двигательная системы тесно скоординированы, но часто изучаются отдельно — чтобы понять восприятие, нужно изучать действия.