Зрительное восприятие движения

Грегори Р. Глаз и мозг. М.: Прогресс, 1970. С. 101-130.

Восприятие движения имеет жизненно важное значение. Для жи­вотных, стоящих на эволюционной лестнице ниже человека, движущи­еся объекты являются, вероятно, сигналами либо опасности, либо потен­циальной пищи и требуют быстрого соответствующего действия, в то время как неподвижные объекты могут быть игнорированы. Фактичес­ки, вероятно, только глаза высших животных могут давать мозгу ин­формацию о неподвижных объектах.

Некоторые особенности эволюционного развития зрительной систе­мы, начиная от глаза, способного воспринимать лишь движения, и кон­чая глазом, воспринимающим формы, сохранились в строении сетчатки человеческого глаза. Края сетчатки чувствительны только к движению. Это можно видеть, совершая колебательные движения каким-либо пред­метом в области периферии зрительного поля так, чтобы стимулирова­лись только края сетчатки. Вы увидите, что при этом воспринимается только движение и его направление, но невозможно определить, какой предмет движется. Это очень близко к тому, что наблюдается при при­митивном восприятии. Самые периферические отделы сетчатки еще бо­лее элементарны; когда они стимулируются движениями, мы еще ниче­го не воспринимаем, однако эта стимуляция вызывает рефлекс поворота глаз, благодаря которому изображение объекта перемещается в цент­ральное поле зрения, с тем чтобы наиболее высоко организованная фовеальная область сетчатки с ее объединенными в нервную сеть элемен­тами приняла участие в опознании объекта. Таким образом, периферия сетчатки представляет собой аппарат для раннего обнаружения объекта, он вызывает поворот глаз для того, чтобы цель попала на объекторазличительную часть системы, оценивающую объект как полезный, вредный или нейтральный.

Рис. 1. А - система восприятия дви­жения изображение/сетчатка: изобра­жение движущегося объекта пробега­ет по сетчатке в то время, когда сами глаза остаются неподвижными; таким образом, информация о движении воз­никает путем последовательной стиму­ляции рецепторов в соответствии с тра­екторией движения объекта; Б - сис­тема восприятия движения глаз/голо­ва: когда глаз следует за движущимся объектом, изображение остается ста­ционарным на сетчатке, но мы продол­жаем видеть движение. Эти две систе­мы иногда могут давать противоре­чивые показания, что приводит к лю­бопытным иллюзиям

Такие глаза, как наши собственные, подвижные относительно го­ловы, могут давать информацию о движении двумя различными спосо­бами. Когда глаз остается неподвижным, образ движущегося объекта перемещается по рецепторам сетчатки и вызывает в них быстро сменя­ющиеся сигналы; но когда сам глаз следует за движущимся объектом, его изображение остается более или менее неподвижным относительно сетчатки, так что оно не может быть сигналом движения, однако мы все же видим движение объекта. Если объект воспринимается на неподвиж­ном фоне, быстро сменяющиеся сигналы могут возникать теперь от фона, который передвигается по сетчатке во время слежения глаз за движущимся объектом; однако, мы продолжаем видеть движение даже при отсутствии фона. Это можно показать на простом опыте. Попро­сите кого-нибудь медленно помахивать зажженной сигаретой в темной комнате и последите за ней глазами. Движение сигареты видно, хотя в данном случае нет сигналов фона, двигающихся по сетчатке. Очевидно, повороты глаз относительно головы могут дать восприятие движения и довольно точную оценку скорости движения и при отсутствии сигналов, передвигающихся по сетчатке.

Следовательно, существуют две системы восприятия движения; мы назовем одну из них (А) система изображение/сетчатка; другую (В) си­стема глаз/голова (рис. 1). (Эти названия заимствованы из артиллерийс­кого дела, где возникают сходные ситуации, когда орудие нацеливается на объект с движущейся палубы корабля. Орудийная башня может быть неподвижна или следовать за целью, но движение цели в каждом случае может быть обнаружено.)

Рассмотрим теперь систему изображение/сетчатка, а затем обратим­ся к тому, как эти две системы работают совместно.