Michigan State University neuroscientist Jan Brascamp led a study suggesting that the brain's visual cortex is more versatile than previously believed. Here, Brascamp describes the effect that looking at multiple images through a viewfinder can have on the brain.
Credit: Michigan State University
Jan Brascamp, neuroscientifique
de l'Université d'État du Michigan a mené une étude qui
suggère que le cortex visuel du cerveau est plus polyvalent qu'on le
croyait auparavant. Ici, Brascamp décrit l'effet que plusieurs images en regardant à travers un viseur peuvent avoir sur le cerveau.
The part of the brain responsible for seeing is more powerful than previously believed. In fact, the visual cortex can essentially make decisions just like the brain's traditional "higher level" areas, finds a new study led by a Michigan State University neuroscientist.
The findings, published in Nature Neuroscience, provide another piece of the puzzle in the relatively new quest to unlock the brain's secrets. Jan Brascamp, MSU assistant professor of psychology and lead investigator of the study, noted that the first cognitive psychology textbook didn't come out until the late 1960s.
Les
résultats, publiés dans la revue Nature Neuroscience, fournissent une
autre pièce du puzzle dans la relativement nouvelle quête pour percer les secrets du cerveau. Jan Brascamp, professeur adjoint de psychologie au MSU et chercheur
principal de l'étude, a noté que le premier manuel de psychologie cognitive n'est pas sorti avant la fin des années 1960.
"As a field, we're only at the beginning of trying to figure out how the brain works, and the visual system is a very good place to start," said Brascamp. "In that light, the current findings, which show that the visual system has a capacity we previously didn't expect, are an important step in the right direction."
"Sur le terrain, nous ne sommes qu'au début de la tentative de compréhension du fonctionnement du cerveau et le système visuel est un très bon endroit pour
commencer", a déclaré Brascamp. "Dans ce contexte, les conclusions actuelles, qui montrent que le
système visuel a une capacité à laquelle nous ne nous attendions pas précédemment, sont une étape importante dans la bonne direction."
Study participants were placed in an MRI scanner and shown two adjacent patterns of dots on a projection screen while their brain activity was monitored. By using a set of prisms, the researchers made sure that, unlike in normal situations, the participant's eyes were each looking at a different dot pattern, each presented on a different part of the screen.
Les participants
à l'étude ont été placés dans un appareil d'IRM et voient deux
motifs adjacents de points sur un écran de projection, tandis que leur
activité cérébrale est urveillée. En utilisant un ensemble de prismes, les chercheurs ont fait en sorte
que, à la différence des situations normales, les yeux des
participants regardaient chacun un motif de points différents,
chacun présenté sur une partie différente de l'écran.
The combination of differing patterns seen by the two eyes creates an optical illusion and perception switches between the two patterns as the brain tries to make sense of the contradictory information the eyes are providing. Previous research using MRI readings indicated the decision to switch perceptions is controlled by the association cortex, which is known for higher-level functions such as making choices, while the visual cortex handles the simpler task of processing visual information.
But in those past studies, participants knew the moment their perception changed because the illusion was obvious (such as the famous duck-rabbit image, meaning they were surprised. And the areas of the brain known to be involved with surprise and those involved with making decisions are very similar.
La
combinaison de différents modèles vus par les deux yeux crée une
illusion d'optique et la perception bascule entre les deux modes pendant que le cerveau essaie de donner un sens aux informations
contradictoires fournies par les yeux. Des recherches antérieures utilisant des lectures IRM indiquent que la
décision de passer d'une perception à l'autre est contrôlée par le cortex
d'association, qui est connu pour des fonctions de niveau supérieur,
tels que faire des choix, tandis que le cortex visuel gère la tâche plus
simple de traitement de l'information visuelle.
Mais
dans ces études antérieures, les participants connaissaient le moment ou leur perception a changé parce que l'illusion était évidente (comme
l'image fameux canard-lapin, ce qui signifie qu'ils ont été surpris). Et
les zones du cerveau connues pour être impliquées dans la surprise et celles qui participent à l'élaboration des décisions sont très similaires.
So Brascamp and colleagues took away the element of surprise by assuring their participants weren't aware the two patterns of dots were different. Although participants' perception went back and forth between the two patterns, the participants didn't notice. Among these participants, the increase in brain activity in the association cortex was gone, indicating the visual cortex was making the choice between perceptions on its own.
Donc
Brascamp et ses collègues ont enlevé l'élément de surprise en s'assurant que leurs participants ne savaient pas que les deux motifs de points
étaient différents. Bien que la perception des participants allait et venait entre les deux modèles, les participants ne le remarquent pas. Parmi ces participants, l'augmentation de l'activité cérébrale dans le
cortex d'association avait disparu, indiquant le cortex visuel faisait
le choix entre les perceptions sur son propre chef.
"That is one sense in which our study is counterintuitive and surprising," Brascamp said. "The part of the brain that is responsible for seeing, for the apparently 'simple' act of generating the picture in our mind's eye, turns out to have the ability to do something akin to choosing, as it actively switches between different interpretations of the visual input without any help from traditional 'higher level' areas of the brain."
"Voilà un sens dans lequel notre étude est paradoxale et surprenante", a déclaré Brascamp. "La
partie du cerveau qui est responsable de la vision, pour l'acte apparemment«
simple »de générer l'image dans l'œil de notre esprit, se révèle avoir
la capacité de faire quelque chose de semblable à choisir, comme cela se passe activement entre les différentes interprétations de l'entrée visuelle sans aucune aide des zones traditionnelles cérébrales de plus haut niveau».
Story Source:
The above post is reprinted from materials provided by Michigan State University. Note: Materials may be edited for content and length.
Journal Reference:
- Jan Brascamp, Randolph Blake, Tomas Knapen. Negligible fronto-parietal BOLD activity accompanying unreportable switches in bistable perception. Nature Neuroscience, 2015; DOI: 10.1038/nn.4130
