Сигналы от зрительных зон мозга могут выявить цвета, которые видит наблюдатель

Фото из открытых источников

Вызывает ли заданный цвет сопоставимую нейронную активность у двух разных наблюдателей? Вызывают ли цвета специфические для зон паттерны реакции? Чтобы ответить на эти вопросы, нейробиологи из Тюбингенского университета предсказали, какой цвет видит человек, основываясь на активности его мозга, используя только знания о цветовых реакциях других наблюдателей. Исследование было опубликовано в журнале Journal of Neuroscience.

Оценка общих черт в реакциях разных видов мозга на ахроматическую пространственную стимуляцию позволила авторам ретинотопически выровнять различные реакции мозга друг с другом в едином пространстве реакций. В этом пространстве, полученном без каких-либо цветовых реакций, они смогли декодировать у разных людей, какой цвет видит наблюдатель, и обнаружили пространственные цветовые смещения, различающиеся в разных областях.

Используя функциональную МРТ-сканирование, исследователи из Тюбингенского университета Михаэль Баннерт и Андреас Бартельс записали изображения мозга испытуемых, наблюдавших за визуальными стимулами, и определили различные сигналы для красного, зеленого и желтого цветов.

Картина мозговой активности оказалась схожей у испытуемых, которые ранее не участвовали в эксперименте, а это значит, что цвет, который они видели, можно было правильно предсказать, просто сравнивая его с изображениями из мозга других участников.

Представление цветов в мозге у разных людей гораздо более единообразно, чем считалось ранее.

Определить, какой цвет видит человек, уже можно было в экспериментах с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), но только для одного и того же мозга.

«Мы хотели узнать, как схожие цвета кодируются в разных мозгах», — сказал Баннерт. «Другими словами, можно ли вывести видимые цвета, если у нас есть только нейронные цветовые сигналы из мозга других людей? Хорошо известно, что функциональная структура мозга у разных людей примерно одинакова. Некоторые области, например, более активны, когда мы видим лицо, тело или просто цвет».

В своих экспериментах с цветными кольцами исследователи обучили специальные алгоритмы классификации с помощью данных фМРТ систематически различать сигналы из мозга группы людей по цвету.

На следующем этапе они работали с данными новых испытуемых, чтобы определить, какие цвета они видят, используя нейронные сигналы.

Чтобы обеспечить ориентацию в каждом мозге, ученые пространственно картировали его реакцию на стимуляцию в разных частях поля зрения, используя измерения фМРТ.

«Чтобы не исказить результаты, на этом этапе мы не использовали никаких цветов, только черно-белые узоры», — сказал профессор Бартельс. «Используя эти картографические данные в сочетании с цветовой информацией из мозга других людей, мы смогли достоверно определить по активности «нового» мозга, какие цвета этот человек видел в данный момент. Мы были удивлены, что даже тонкие различия между отдельными цветами настолько схожи в разных участках мозга с точки зрения паттернов активности, которые они вызывают при обработке в определённых зрительных зонах. Ранее это не было известно».

Пространственное цветовое кодирование в мозге специфично для определенной области и организовано одинаково у всех людей.

«Для такого равномерного развития должно существовать функциональное или эволюционное давление, но эту взаимосвязь еще необходимо прояснить», — говорят авторы.