تؤثر حركات العين الدقيقة على الكيفية التي نرى بها التباين

اعتقد الباحثون سابقاً أن وظيفة حساسية التباين – المستوى الأدنى من الأسود والأبيض الذي يحتاجه الشخص للكشف عن نمط ما – كانت تمليها بشكل أساسي بصريات العين ومعالجتها في الدماغ. الآن ، في دراسة نشرت في المجلة خدمة eLifeيشرح الباحثون ، بما في ذلك ميشيل روشي في جامعة روشستر ، أن هناك عاملاً آخر يلعبه: تعتمد حساسية التباين أيضًا على حركات العين الصغيرة التي لا يدركها الشخص حتى.

يقول روشي ، أستاذ الدماغ والعلوم المعرفية في روتشستر: "من الناحية التاريخية ، تم تجاهل هذه الحركات إلى حد كبير". "ولكن ما يبدو أنه يحدث هو أنها تسهم في الرؤية بعدد من الطرق المختلفة ، بما في ذلك وظيفة حساسية التباين لدينا".

عندما نضع أعيننا على نقطة واحدة ، قد يبدو العالم مستقرًا ، ولكن على المستوى المجهري ، تزعج أعيننا باستمرار. هذه الحركات الصغيرة للعين ، التي كان يعتقد في السابق أنها غير منطقية ، حاسمة للنظام البصري في مساعدتنا في إعادة بناء مشهد ، كما يقول روشي. "يعتقد بعض العلماء أنه بسبب صغر حجمها ، فإن حركات العين قد لا يكون لها تأثير كبير ، ولكن بالمقارنة مع حجم المستقبلات الضوئية على شبكية العين ، فهي ضخمة ، وأنها تغير المدخلات على شبكية العين".

فكر في مشهد أو كائن مثل صورة كمبيوتر مكونة من وحدات بكسل مختلفة ، أو نقاط. كل نقطة هي لون مختلف ، وشدة ، وإضاءة ، وهلم جرا. تأخذ أعيننا إشارات من كل نقطة وتشرح الإشارات على مستقبلات ضوئية على شبكية العين: إن ترتيب هذه النقاط يجعل نمطًا مكانيًا نتخيله كمشهد أو كائن. ولكن ، إذا تم تصوير نمط مكاني كصورة ثابتة ، فسوف يتلاشى عن الرؤية بمجرد أن تصبح حساسية مستقبلات الشبكية حساسة للإشارة – مثل الطالب الذي يشعر بالملل في الصف إذا قام المعلم بتكرار نفس المعلومات مرارا وتكرارا.

لقد عرف الباحثون منذ فترة طويلة أن حركات العين الدقيقة – التي تزعج باستمرار وتكتفي بنقاط مختلفة – تغير باستمرار الإشارة إلى الشبكية وتجدد الصورة بحيث لا تتلاشى. ومع ذلك ، يشير البحث الجديد إلى أن هذه الحركات تفعل أكثر من منع الخبو. هي واحدة من الآليات التي يعمل بها النظام المرئي. "تستند الطريقة التي يرمز بها النظام المرئي إلى المعلومات إلى هذه التغييرات الزمنية. تحركات العين تحول نمطًا مكانيًا إلى تغييرات زمنية على شبكية العين".

إن النظام مشابه للنظام المتصل بمعنى اللمس: من أجل استخلاص معلومات عن سطح الجسم الصلب ، فنحن لا نضع أطراف أصابعنا على السطح ببساطة ، بل ننقلها أيضًا على طول الجسم. نحن قادرون على إدراك الكائن بناء على التفاعل بين عملية حسية (المستقبلات اللمسية في أصابعنا) وعملية حركية (الطريقة التي نحرك بها أطراف أصابعنا). يقول أنتونينو كاسيلي ، الباحث في المعهد الإيطالي للتكنولوجيا ، والمؤلف المشارك: "بما أن أعيننا لا تهدأ أبداً حتى عندما نثبت نقطة في المشهد المرئي ، فإن هناك آلية مماثلة لها الرؤية". من الورقة. "تنتج حساسية التباين من تفاعل عمليتين: عملية حسية – خصائص استجابة الخلايا العصبية في النظام البصري المبكر – وعملية حركية."

من أجل قياس حساسية التباين وما إذا كانت حركات العين تلعب دوراً أم لا ، أظهر الباحثون مشابك بشرية مع خطوط سوداء وبيضاء. وقد قام الباحثون تدريجياً بتغيير عرض الخطوط ، مما جعلهم "أرق وأرق ، حتى قال المشاركون في النهاية أنهم لم يعودوا يرون قضبان منفصلة" ، يقول روشي. ويعرف عرض الأعمدة بالتردد المكاني. بالنسبة لكل تردد مكاني ، قام الباحثون بقياس المستوى الأدنى من الأسود والأبيض الذي احتاج المشاركون فيه إلى رؤية التباين ، بينما قاموا في نفس الوقت بقياس حركات العين بدقة.

ثم قام الباحثون بمحاكاة هذه المهمة في نموذج حاسوبي للشبكية لمعرفة ما إذا كانت استجابات الخلايا العصبية في الشبكية تتطابق مع حساسية التباين عند البشر. يقول روشي: "وجدنا أنها متوافقة فقط عندما ندرج حركة حركات العين". "عندما لا نقوم بتضمين عامل الحركة هذا في نموذج الكمبيوتر ، فإن الخلايا العصبية المحاكاة لا تعطي نفس الإجابات التي يفعلها الأشخاص".

مع العلم أن حركات العين تؤثر على حساسية التباين ، يستطيع الباحثون إدخال هذا العامل في نماذج الرؤية البشرية ، وتوفير المزيد من الدقة في فهم كيفية معالجة النظام البصري للمعلومات بالضبط – وما يمكن أن يحدث بشكل خاطئ عندما يفشل النظام المرئي. كما يسلط البحث الضوء على أن الحركة والسلوك الحركي قد يكونان أكثر أهمية في الرؤية مما كان يعتقد من قبل ، كما يقول روشي. "الرؤية ليست مجرد التقاط صورة ومعالجتها عبر العصبونات. يستخدم النظام البصري نظامًا نشطًا لاستخلاص المعلومات وترميزها. ونرى لأن أعيننا تتحرك دائمًا ، حتى لو لم نكن نعرفها".