29 ноември 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Човешкото "чувство за бройка" е свързано с топологията

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 13 октомври 2015 в 11:32 16800
Области в мозъка, показващи висока активност при оценка на количество. Снимка: Lixia He et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015

Учени са доказали, че възприятието за количество у хората на невробиологично ниво е свързано с топологични представи.

Резултатите са публикувани в Proceedings of the National Academy of Sciences.

В своя експеримент, учените подложили участниците на тест, в които е необходимо само с помощта на зрителното възприятие (без пряко да броят) да определят на кое изображение има повече точки. На схемите освен точки има и линии, на които може случайно да лежат една или две точки. В друг вариант произволен брой точки са поставени в затворен или отворен контур. В друг вид точките са свързани в група с червен цвят, а в други на картинки са променени точките и линиите, за да се елиминира влиянието на други визуални ефекти върху резултатите. По този начин, изследователите са искали да определят влиянието на различни топологични инварианти или константи (свързаност и обединение на отворени/затворени групи) върху възприятието на хората за броя на предмети.

Вариант на теста с обединение на точки с контури
Изображение: Lixia He et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015

Вариант на теста с цветни връзки
Изображение: Lixia He et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015

Учените са успели да докажат съществуването на такава връзка. Например, било установено, че участниците се справят по-добре, когато точките са обединени с различни цветове или геометрични фигури. От това, изследователите заключават, че "усещането за количество" по-скоро се дължи на геометричната връзка между обектите (тяхната топология), отколкото на способността на човека да обединява в групи.

По време на тестовете учените наблюдават мозъците на участниците с магнитно-резонансна томография (електромагнитен резонанс). Този метод позволява да се определи активността на определени области на мозъка под влияние на различни фактори - в този случай, когато се прави оценка на броя на точките в картинката. Изследователите регистрират активността на невроните в определена област на мозъчната кора - вътрешнотеменната бразда.

В по-ранни проучвания е доказано, че тази част от мозъка отговаря за възприемането на несимволната цифрова информация. За да се разбере дали се променя мозъчната активност на изпитваните, когато видят на схемите геометрично свързаните точки, учените следили за така наречения "ефект на адаптация". Първо измервали мозъчната дейност при разглеждане на определен брой несвързани точки и наблюдавали как се променя сигналът, когато се променя броят на точките в изображението. След това - със същия брой точки, но свързани по някакъв начин. Резултатите не са идентични: при наличие на топологична свързаност, мозъчната активност съответства на сигнал, който кодира по-малък брой предмети.

Техните заключения са потвърдени и от други факти: при намаляване на времето за разглеждане на отделните схеми, топологичните ефекти повлияват на резултата още по-силно. Изследователите смятат, че това е така, защото при по-малко време за обработване на информацията, се проявяват по-"примитивни" способности на мозъка. Според учените, техните резултати показват, че функцията на мозъка свързана с визуалното възприятие на топологичните ефекти е базова и може би е в основата на човешката способност за визуална количествена оценка.

Способността да се оцени броя на предметите и промяната му, т.е. "усещането за бройка" - се смята за една от основните визуални способности, заедно с чувството за цвят, размер и разположение в пространството. За да запази своя независим статут, тя трябва да е инвариантна спрямо посочените чувства, т.е. нашата представа за количество не трябва да зависи от формата на предметите и тяхната относителна позиция и цвят.


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.