At se en farve og en striberetning er ikke det samme som at kunne afgøre, hvilke der hører sammen. Et nyt studie offentliggjort i dag, 26. oktober, i Nature Communications peger på en hurtig tilbagevendende proces i synsbarken som en tidsmæssig begrænsning, når hjernen skal parre egenskaber på tværs af forskellige steder i synsfeltet.

Forskerne fandt, at processen i de tidlige synsområder V1 og V2 topper omkring 120 millisekunder efter et skift i billedet. Når billedstrømmen skiftede så hurtigt, at processen ikke kunne nå at udfolde sig, faldt deltagernes evne til at vælge den rigtige farve-retning-kombination til tilfældighedsniveau.

En opgave med farver og retninger

Holdet, med forskere fra blandt andet Otto-von-Guericke-universitetet og Leibniz Institute for Neurobiology i Magdeburg, undersøgte hurtigt vekslende kombinationer af farve og orientering. Deltagerne skulle identificere en korrekt parring, mens egenskaberne blev præsenteret på forskellige positioner.

I den indledende adfærdstest deltog 120 personer. Visningens skiftefrekvens begyndte højt og blev gradvist sænket, indtil deltageren kunne rapportere en kombination. Deltagerne angav også, om de følte sig sikre på svaret. På den måde kunne forskerne bestemme den enkeltes præstationsområde før hjernemålingerne.

På tværs af deltagerne blev der oftest svaret ved omkring fire til fem hertz, hvor over 75 procent af svarene var korrekte. Ved cirka 7,5 hertz og højere faldt præcisionen til omkring 50 procent, som var tilfældighedsniveauet i denne opgave. Tallene gælder den konkrete forsøgsopstilling, ikke en universel grænse for, hvor mange billeder mennesker kan se pr. sekund.

Hjernen sender signaler tilbage

En undergruppe på 45 deltagere indgik i forsøget med magnetoencefalografi, MEG. Metoden registrerer magnetiske felter fra hjernens aktivitet og gør det muligt at følge hurtige ændringer. Forskerne brugte kildelokalisering til at vurdere, hvor i synsbarken signalerne opstod.

Efter hvert skift fandt de først en fremadrettet aktivitet fra tidlige synsområder mod andre visuelle områder. Derefter kom en tilbagevendende aktivitet i V1 og V2. Denne senere del toppede gennemsnitligt omkring 120 millisekunder og var afsluttet omkring 150 millisekunder efter skiftet.

Tidspunktet flyttede sig ikke blot med visningens hastighed. Forskerne sammenholdt derfor signalets forløb med den tid, hvert skift gav til rådighed. Deres resultater peger på, at korrekt parring kræver, at den tilbagevendende proces kan nå at gennemføres, før næste skift griber ind.

Det giver en forklaring på, hvorfor egenskaber godt kan være synlige, mens deres indbyrdes kombination alligevel bliver vanskelig at aflæse. Den nødvendige bearbejdning har sin egen tidsmæssige omkostning.

Opmærksomhed hjælper over flere gentagelser

Forsøget peger også på en rolle for farvebaseret opmærksomhed. Hos de fleste deltagere var den tilbagevendende respons stærkere for den ene af de to farver. Ifølge forskernes fortolkning kan opmærksomheden gradvist fremhæve den samme tilbagevendende kombination gennem flere skift.

De sammenligner effekten med en form for stroboskopisk stabilitet: Den relevante kombination bliver lettere at aflæse, fordi gentagelserne giver opmærksomheden mulighed for at favorisere den. Det betyder ikke, at hjernen fysisk standser billedstrømmen.

Forskerne skelner desuden mellem den hurtige proces, som giver en tilstrækkeligt stabil repræsentation, og den langsommere opmærksomhed, der påvirker aflæsningen. Den tilbagevendende aktivitet behøver dermed ikke være selve handlingen, der binder egenskaberne sammen; den kan være en nødvendig forudsætning.

Resultatet er ikke en generel synshastighedstest

Studiet undersøger parring af egenskaber på tværs af positioner i en vekslende billedstrøm. Det handler ikke direkte om alle former for sammenbinding af farve og form inden i ét objekt. Forskerne understreger også, at forsøget ikke viser, om samme opmærksomhedsmekanisme gælder, når kombinationerne varierer tilfældigt, eller flere farver skal følges samtidigt.

MEG-resultaterne og adfærden understøtter en forklaring på tidsgrænsen i denne opgave. De giver ikke en individuel IQ-score, en diagnose eller en fast grænse for en persons evne til at reagere i trafikken.

Det nye er koblingen mellem en konkret synsopgave og et målbart tidsforløb i synsbarken. Den viser, at hurtig visuel forståelse afhænger af mere end den første registrering af lys: Hjernen skal også have tid til at bearbejde informationen igen.

Kilder og videre læsning

Har du fundet en fejl? Læs om rettelser.