Сравнивать количество предметов «на глаз» оказалось проще одним глазом

Стереоскоп, XIX век/ Wikimedia Commons

Нейропсихологи из Университета Карнеги провели серию экспериментов, доказывающую роль подкорковых отделов головного мозга в способности человека сравнивать группы предметов с точки зрения их количества. Эксперименты показали более высокие результаты в случаях, когда количественное отношение предметов больше чем один к четырем. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Несмотря на серьезные нейроанатомические различия, взрослые, младенцы, приматы и беспозвоночные обладают способностью оценивать относительное количество предметов (больше или меньше). В младенчестве ребенок способен сравнивать группы предметов с количественной разницей не меньше чем три к одному — например, новорожденные дети способны отличить не только три пальца от одного, но и четыре кубика от двенадцати. С возрастом человек учится более детальной оценке. Так, как было выявлено ранее, дети 48 часов от роду уже способны определять различие между количеством предметов в соотношении три к одному, в 6 месяцев — соотношения два к одному, и в 9 месяцев — соотношения три к двум.

Долгое время велись споры о происхождении вычислительных способностей этого типа. Доказательства их врожденного характера основаны на исследованиях, в которых маленькие дети, как и взрослые, никогда не изучавшие математику, успешно выполняют задачи на соотношение достаточно больших чисел.

В новом исследовании группа американских нейропсихологов экспериментально проверила гипотезу о том, что относительная оценка количества объектов у людей происходит в подкорковых отделах головного мозга. Если это так, то человек должен будет оценивать относительное количество конкретных предметов одним глазом быстрее чем двумя. Согласно предположению ученых, это преимущество монокулярного зрения не должно распространяться на числовые символы, так как анализ абстрактной информации производится уже в высших отделах головного мозга. 

Для подтверждения своего предположения, исследователи провели четыре эксперимента при помощи оптического стереоскопа Чарльза Уитстона. Благодаря стереоскопу испытуемым казалось, что информация воспринимается обоими глазами, хотя им предлагали оценивать изображение только в одном из окуляров стереоскопа. Известно, что информация, поступающая через один глаз, частично анализируется подкорковыми нервными центрами. Исследователи рассчитывали, что оценка количества предметов на двух картинках, увиденных одним глазом, будет более успешной, чем увиденных обоими глазами поочередно. В экспериментах приняли участие 90 человек: 56 женщин и 44 мужчины.


В первом эксперименте ученые предложили респондентам оценить по параметру «больше или меньше» последовательно поступающие в один или два окуляра стереоскопа пары экранов со следующими изображениями: разное количество точек, различные арабские цифры и символы, напоминающие арабские цифры. Преимущество монокулярного зрения в данном эксперименте проявилось только для пар экранов с точками, где их количественное отношение было больше чем один к четырем. 

Во втором эксперименте респонденты сравнивали экраны с большим количеством точек, не поддающихся субитизации, то есть, не поддающиеся моментальному определению количества предметов. В третьем, наоборот, экраны с субитильным количеством точек. Оба этих эксперимента показали монокулярное преимущество для экранов с отношением количества точек больше чем один к четырем.

В ходе четвертого эксперимента испытуемым предлагали сравнить два экрана, на одном из которых всегда было нарисовано 20 точек, а на другом меньше либо больше. Здесь также монокулярное зрение оказалось более результативным не только для количеств с пропорцией один к четырем, но и один к трем.

В совокупности эти эксперименты доказали наличие системы обработки числовых данных, зависимой от соотношения количества предметов, которая присутствует в обработке монокулярного зрения. Одна из причин этого, на взгляд исследователей, состоит в том, что подкорковые нейронные корреляты опознания зрительных стимулов могут действовать независимо от коры. Возможно, это своеобразный "атавизм", который не выполняет никакой функциональной роли в более сложной обработке чисел. Второе объяснение данного феномена заключается в том, что, по крайней мере, у взрослых людей такие вычисления выполняют функциональную роль, а сигналы от этих областей распространяются для последующей обработки в коре головного мозга.

Степень, в которой эта система участвует в какой-либо другой форме численного расчета (например, арифметических расчетах), исследователи собираются оценить в дальнейшем.

Преимущество монокулярного зрения относительно дихоптического не так давно было отмечено в распознавании лиц и при исследовании мультисенсорного восприятия.


Елизавета Власова



Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.