Miért látunk határokat ott is, ahol nincsenek?
Az illuzórikus kontúrok olyan éleket, határvonalakat jelentenek, amelyeket érzékelünk, holott valójában nincsenek jelen a képen. Ennek iskolapéldája a Kanizsa-háromszög (Kanizsa triangle): három Pac-Manre emlékeztető forma úgy helyezkedik el, hogy közöttük egy fényes, fehér háromszöget látunk, noha tényleges határvonal nincs. Ha letakarjuk a Pac-Man alakokat, az „illúzió” eltűnik – csak az egyenletes háttér marad.
Az emberi és állati agyban már évtizedek óta ismertek olyan idegsejtek a látókéregben, amelyek valódi és illuzórikus kontúrokra is reagálnak. Noha a szemünk csupán a beérkező fényt érzékeli, az agyunk nem egyszerűen „kameraként” rögzít: már a legelső szinteken komplex módon, tapasztalatokra és statisztikai szabályszerűségekre alapozva egészíti ki a hiányzó részleteket.
Az új kutatás: neuronok követése és vezérlése
A kutatók először nagyfelbontású elektródákkal térképezték fel a neuronok aktivitását egéragyban, miközben az állatok illuzórikus formákat néztek. Ezután speciális, kalciumérzékeny festékek segítségével több ezer neuron valós idejű aktivitását tudták megfigyelni, így feltérképezve, hogy pontosan mely sejtek reagálnak a nem létező kontúrokra.
Fontos kiemelni, hogy az illuzórikus kontúrok régóta bevett eszközök a kutatók számára: erőteljes, egyértelmű érzékelést váltanak ki, ezért ideálisak arra, hogy feltárják az agy valóságrekonstrukciós trükkjeit akkor is, amikor a körülmények nem tökéletesek, például félhomályban vagy alacsony kontrasztnál.
A következő lépés még izgalmasabb volt: optogenetikával meghatározott neuronokat tudtak fény segítségével, célzottan aktiválni. Egy olyan optikai eszközt használtak, amely három dimenzióban fókuszált, így mintegy 5000 idegsejtből szelektíven ki tudták választani azt a 20-at, amely a legerősebben reagált az illuzórikus kontúrokra. Ezzel célzottan, mesterségesen aktiválták ezt a sejtcsoportot.
A valóság kiegészítése az agyban
Kiderült, hogy az IC-enkódolók mesterséges aktiválása is képes volt ugyanazokat az agyi aktivitásmintázatokat létrehozni, mint amelyeket a valós illúziók váltanak ki – akkor is, ha a kísérleti egér semmilyen képi ingert nem kapott. Ez arra utal, hogy az IC-enkódolók nem csupán lekövetik az érzéki bemenetet, hanem aktívan „megteremtik” a nem létező éleket, vagyis segítik az agyat abban, hogy a hiányzó információkból is jelentést alkosson.
Noha korábban is sejtették, hogy lehetnek ilyen sejtek, most bizonyossá vált, hogy egy jól körülhatárolható, ritka, de működésében rendkívül fontos csoportot alkotnak. Ezek az idegsejtek a látókérgen belül helyileg „befejezik” a mintákat, és vélhetően aktívan hozzájárulnak ahhoz, hogy az agy illuzórikus kontúrokat érzékeljen.
Viselkedési hatások a jövőben
Bár a jelenlegi vizsgálatban nem azt tesztelték, hogy az egerek valóban látnak-e ilyen kontúrokat az IC-enkódolók mesterséges beindításakor, az idegi mintázatok hasonlóak voltak a spontán illúziókra adott válaszaikhoz. A kutatók szerint technikai fejlődéssel – több neuron egyidejű aktiválásával – a jövőben akár tényleges viselkedési választ is ki lehet majd váltani. Ennek fényében izgalmas kérdés, hogy mennyiben formálható érzékelésünk az agy megfelelő „kapcsolóinak” mesterséges manipulálásával.
