Великая загадка человеческого зрения состоит в следующем: мы воспринимаем насыщенное изображение окружающего нас мира, при том, что зрительная система нашего мозга получает крайне мало информации о нём. Большую часть того, что мы «видим», на самом деле мы представляем в своей голове.

«Многое из того, что, как вам кажется, вы видите, вы на самом деле придумываете, — сказала Лай-Санг Янг https://math.nyu.edu/…ai-Sang.html , математик из Нью-Йоркского университета. – Реально вы их не видите».

Однако мозг, судя по всему, неплохо справляется с задачей изобретения зрительного мира, поскольку мы обычно не сталкиваемся с дверями. К сожалению, изучение одной лишь анатомии не показывает нам, как именно мозг создаёт эти изображения – не более, чем пристальное разглядывание двигателя автомобиля позволит вам раскрыть законы термодинамики.

Новое исследование говорит о том, что ключ к пониманию лежит в математике. В последние несколько лет Янг работала в неожиданном партнёрстве с коллегами из университета Робертом Шэпли, нейробиологом, и Логан Чарикер, математиком. Они создавали единую математическую модель, объединяющую результаты многолетних биологических экспериментов, и объясняющую, как мозг выдаёт сложные визуальные репродукции мира на основе скудной зрительной информации.

«Задача теоретика, как я её вижу, состоит в том, что мы берём различные факты и сводим их в непротиворечивую картинку, — сказала Янг. – Экспериментаторы не скажут вам, как что-то работает».

Янг с коллегами строили модель, включая в неё по одному базовому элементу зрения за раз. Они объяснили, как взаимодействуют нейроны зрительной коры, распознавая объекты и изменения контраста, а теперь они работают над объяснением того, как мозг воспринимает направление, в котором движутся объекты.

Их работа единственная в своём роде. Предыдущие попытки моделировать человеческое зрение выдавали желаемое за действительное, описывая архитектуру зрительной коры. Работа Янг, Шепли и Чарикер признаёт сложную, неинтуитивную биологию зрительной коры, и пытается объяснить, каким образом всё-таки возникает феномен зрения.

«Думаю, их модель улучшает те результаты, которые реально основаны на настоящей анатомии мозга. Им нужна биологически корректная или допустимая модель», — сказала Алессандра Анжелуччи, нейробиолог из университета в Юте.