Почему мы почти не замечаем своё слепое пятно: новые эксперименты проверят три теории сознания

Человеческое зрение кажется нам цельным и непрерывным: мир воспринимается как полная, стабильная картина без «дыр» и разрывов. Однако в каждом глазу существует так называемое слепое пятно — участок сетчатки, где зрительный нерв соединяется с глазом. В этой зоне отсутствуют фоторецепторы, а значит, свет, попадающий туда, не воспринимается вовсе. Тем не менее мы почти никогда не замечаем этого «провала» в поле зрения. Почему?

Учёные до сих пор не пришли к единому мнению о том, каким образом мозг компенсирует этот дефект. Полностью ли он «заполняет» недостающую информацию, создавая иллюзию непрерывного пространства? Или же слепое пятно всё-таки искажает наше пространственное восприятие, но мы этого не осознаём? Новый протокол исследования, опубликованный в журнале PLOS One, предлагает проверить предсказания трёх ведущих теорий сознания с помощью строго контролируемых экспериментов.

Три конкурирующие теории

В центре исследования — три концепции: Интегрированная теория информации (IIT), Предиктивная обработка в рамках активного вывода (AI) и Предиктивный нейрорепрезентационализм (NREP). Каждая из них по-разному объясняет, как формируется сознательное восприятие пространства — особенно в зоне слепого пятна.

Согласно IIT, качество сознательного опыта определяется структурой причинно-следственных связей в мозге. Из этого следует, что особенности анатомии — включая наличие слепого пятна — должны отражаться на восприятии пространства. Теория предсказывает, что вблизи слепого пятна возможны специфические пространственные искажения.

В противоположность этому, теории AI и NREP исходят из того, что мозг строит внутренние модели окружающего мира, стремясь минимизировать ошибки предсказания. Если в зрительном поле есть «аномалия», такая как слепое пятно, модель адаптируется и компенсирует её. В результате, по их прогнозам, заметных искажений либо не будет вовсе, либо они окажутся минимальными.

При этом между AI и NREP есть различия. NREP допускает, что повреждения или выпадения участков зрительного поля могут влиять на пространственные оценки, однако этот эффект в значительной степени компенсируется за счёт информации из сохранных областей. AI же утверждает, что качество пространственного опыта определяется не анатомической геометрией сетчатки, а генеративной моделью активного зрения. Следовательно, слепое пятно не должно менять само восприятие пространства — возможны лишь незначительные изменения в степени уверенности или точности суждений.

Как будут проверять гипотезы

Чтобы различить предсказания теорий, исследователи разработали три психофизических задания. В них испытуемые будут оценивать расстояние между точками, сравнивать видимый размер кругов и определять кривизну траектории движущихся объектов — как вблизи слепого пятна, так и вдали от него.

Для точности эксперимента используется метод дихоптической презентации: с помощью цветных очков стимулы предъявляются отдельно каждому глазу. Это позволяет точно контролировать, попадает ли изображение в область слепого пятна. Кроме того, применяется система отслеживания движения глаз, чтобы участники фиксировали взгляд в заданной точке и случайно не «сдвигали» стимул в чувствительную область сетчатки.

В задаче на оценку расстояния участникам предстоит определить дистанцию между двумя точками, которые либо пересекают область слепого пятна, либо нет. В задаче на размер — сравнить видимый диаметр кругов, окружающих слепое пятно или расположенных в стороне. В задаче на движение — оценить, насколько изогнутой кажется траектория объекта рядом со слепым пятном и вдали от него.

Исследователи предполагают, что эффекты могут быть очень малы, поэтому в каждом эксперименте планируется участие не менее 32 человек. Для анализа данных будут применяться линейные смешанные модели и байесовское сравнение моделей — это позволит количественно оценить, какая теория получает наибольшую эмпирическую поддержку.

Предварительные выводы и возможные сложности

Учёные уже провели моделирование с использованием синтетических данных. Согласно этим расчётам, IIT предсказывает «пространственное искривление» вблизи слепого пятна. В то же время AI и NREP предполагают отсутствие заметных искажений, за исключением, возможно, незначительного снижения точности восприятия.

Однако исследование может столкнуться с трудностями интерпретации. Теории зачастую предсказывают направление эффекта, но не его величину. Кроме того, если результаты окажутся неожиданными — например, объект будет казаться больше там, где ожидалось уменьшение, — ни одна из теорий может не дать простого объяснения.

Тем не менее предложенный протокол способен пролить свет на фундаментальный вопрос: как мозг формирует ощущение непрерывного и цельного мира при наличии «пробелов» в сенсорной информации? Ответ может оказаться важным не только для понимания зрительного восприятия, но и для более глубокого осмысления природы сознания в целом.