Мы видим красный цвет по-разному. Новое исследование

Ученые из Тюбингенского университета выяснили, что реакции мозга на цвет не уникальны для каждого человека. В зрительных зонах раннего и среднего уровня у всех людей наблюдаются одинаковые паттерны активности. Цвет играет ключевую роль в нашем восприятии окружающего мира. Он влияет на узнавание предметов, память и даже эмоции, например, сочетание красного и желтого способно вызвать чувство голода и напомнить о картофеле фри.

Ранее считалось, что обработкой цвета занимаются несколько специализированных участков мозга – так называемые "пятна" в области V1 или "шарики" в области V4. Но еще на уровне сетчатки цвет воспринимается неравномерно: колбочки сосредоточены в центре и становятся все более редкими по периферии. В результате чувствительность к цвету меняется в разных частях поля зрения. Эксперименты показывали, что люди различают одни цвета лучше в определенных зонах, чем в других.

Методы нейровизуализации позволили ученым считывать цвет, на который смотрит человек, по активности его мозга. Однако такие алгоритмы "работали" только в пределах одного испытуемого: чтобы определить цвет, декодер должен был быть обучен на данных того же человека. Это породило вопрос: действительно ли реакции мозга на цвет индивидуальны, или же у всех людей существует общий универсальный шаблон? В исследовании участвовали 15 взрослых добровольцев с нормальным цветовосприятием. С помощью функциональной МРТ (фМРТ) ученые фиксировали активность мозга, пока участники смотрели на кольца красного, зеленого и желтого цвета. Чтобы удержать внимание испытуемых, яркость колец время от времени менялась, и они должны были нажимать кнопку при обнаружении этих изменений.

Перед демонстрацией цветовых стимулов ученые создали карту зрительной системы для каждого участника, позволяющую определить реакцию различных областей мозга на разные участки зрительного поля. Затем полученные карты были объединены и сопоставлены между всеми участниками с помощью статистического анализа. Главная идея заключалась в создании "общего пространства реакций", основанного только на пространственных паттернах активности мозга, без использования информации о цветах. Такой метод позволил исследователям сравнивать нейронные реакции у разных людей, не опираясь на индивидуальные особенности строения мозга.

Затем команда обучила компьютерную модель распознавать цвета по мозговой активности, используя данные всех участников, кроме одного. После этого модель проверяли на оставшемся человеке, предсказывая, какой цвет он видит. Алгоритм надежно определял и цвет, и яркость стимулов, воспринимаемых каждым участником. Более того, система успешно работала и при переносе на других людей: модель могла предсказать, какой цвет видит новый испытуемый, даже без предварительного обучения на его данных. Кроме того, разные зоны мозга проявляли характерные "цветовые склонности". Так, участки, отвечающие за центральное зрение, чаще реагировали на желтый, а периферические зоны – на красный. Эти закономерности оказались одинаковыми у всех участников.

Полученные результаты свидетельствуют, что восприятие цвета не абсолютно индивидуально. Хотя субъективные ощущения оттенков могут немного различаться, базовые паттерны нейронной активности у всех людей схожи. Это указывает на существование общей нейронной основы восприятия цвета и предполагает, что обработка цветовой информации связана с пространственными картами в зрительной коре, а не сосредоточена в изолированных участках мозга.