Tag Archives: зрение

Несекретная жизнь растений

Tacuinum Sanitatis MandrakeКричат ли деревья, когда их рубят, плачет ли лук, оказавшись на разделочной доске и любят ли фиалки слушать Бетховена?

Когда в 1973 году вышла книга «Секретная жизнь растений», она произвела фурор среди поклонников эзотерики, сравнимый сегодня с книгой «Секрет»: многие приводили ее в пример и даже пытались пересматривать свое отношение к жизни. В 1979 году вышел одноименный документальный фильм с музыкой и песнями Стиви Уандера. В книге и фильме упоминались эксперименты с растениями с использованием детектора лжи, показывающие, что у растений есть эмоции, и они могут чувствовать боль и радость. Все эти драматичные опыты, были однако проведены небрежным и ненадлежащим образом, и ни один не был подтвержден повторными экспериментами в научных лабораториях. С тех пор прошло сорок лет, и что сегодня мы знаем о такой стороне жизни растений?

Сенсорное восприятие растений

Зрение. Хотя у растений, как мы знаем, нет глаз, они видят окружающий мир вокруг себя. Они постоянно отслеживают видимое пространство вокруг, они понимают, когда соседнее дерево начинает вырастать, заслоняя им свет. Фиалка «чувствует», когда вы переставляете горшок с одного места на другое. Они не видят мир так как видим его мы, у них нет мозга и нервной системы, чтобы интерпретировать свет в картинки, но они видят свет так, как мы себе и представить не можем. У растений есть фоторецепторы, и они улавливают свет в широком диапазоне. Тюльпаны в вазе различают, когда вы к ним подходите, и в каком платье – красном или синем, вы одеты.

Обоняние. У растений есть обонятельная система: они не только сами источают запахи, но и чувствует некоторые и реагируют на них. Так, если вы хотите, чтобы плод авокадо быстрее дозрел, его следует положить в темный пакет со спелым бананом. Древние египтяне, желая добиться спелости сорванных фиг, разламывали одну из кучки. В 1924 году Франк Денни обнаружил, что в этих случаях работает этилен, молекула, которую некоторые растения, например, лимон, чувствуют в ничтожных количествах (1 часть на 100 миллионов). Оказалась, что фрукты могут выделять этот запах и принимать его, и таким образом влиять друг на друга; если хотите, апельсины на дереве с помощью этилена договариваются о совместном созревании. Эта способность, вероятно, образовалась для того, чтобы фрукты могли созревать одновременно, и, когда надо, ускорять запаздывающих. Это дает равные возможности всем фруктам и деревьям по соседству распространить свои семена, когда животные или люди начнут их собирать и поедать.

Cuscuta europaeaПовилика (слева на фото) выглядит как очень тонкая лиана, обвивающая некоторые растения. Вы много раз могли видеть ее, обвитую вокруг ваших помидоров, ее любимого растения. Повилика – паразит, у нее нет листьев и хлорофилла, и выжить самостоятельно она не может, не присосавшись к другому растению. Эксперименты показали, что повилика очень хорошо чувствует запахи. Энтомолог Консуэла де Мораес из Университет Пенсильвании провела множество экспериментов с этим растением. Однажды она сделала «помидорные духи» — экстракт из стебля томатов. Смочив палочку с ваткой этими духами, и воткнув их в горшочек рядом с молодым ростком повиликой, она видела, как тот начинает двигаться в сторону помидорного запаха, игнорируя другие запахи вокруг. Она не прочь присосаться и к пшеничному ростку, но если есть рядом томаты, то все соки она будет сосать только он него. Недавно было обнаружено, что повилика следит за растением-хозяяином на молекулярном уровне (Выявлена новая форма коммуникации между растениями-паразитами и их жертвами).

Когда одно дерево атакуют гусеницы, в листьях соседних деревьев растет концентрация фенола и таннина, которые гусеницам совсем не нравятся. Ученые обнаружили это, проверив, что деревья-соседи не соединялись корнями и не касались ветками. Эти наблюдения были подтверждены экспериментальным образом, в контролируемых условиях в теплицах с саженцами тополя и клена. Выяснилось, что запах, выделяемый поврежденными листьями предназначается прежде всего для самого растения и его неповрежденных частей, а то, что этот запах чует соседнее растение – это просто «подслушивание».

Mimosa pudicaТактильные ощущения. Растения чувствуют прикосновения, и реагируют на них. Некоторые из растений – просто недотроги. Так, угловатый огурец чувствительнее кожи человека в 10 раз, и если его чуть коснуться, он тут же начинает обвиваться вокруг соседних объектов. Стыдливая мимоза (слева на фото) – троньте листочек, как он тут же закроется на несколько минут. Дурнишник обыкновенный или резуховидка, растения, которые легко можно встретить на лугах России, такие недотроги, что если касаться листочка каждый день на пару секунд, то листочек вскоре умрет.

Venus FlytrapСтоит насекомому сесть на Венерину мухоловку (слева на фото), как две половинки листа схлопываются менее чем за 100 миллисекунд. Реснички переплетаются и раскрыть лист изнутри становится невозможным даже для небольшого невезучего лягушонка. Тут же подается сок с энзимами, который начинает переваривать жертву. Ученые обнаружили волоски на внутренней поверхности листа, которые и подают сигнал на срабатывание. Чувствительность волосков весьма непростая: если листа касается капли дождя или крупная птичка, мухоловка не отреагирует. Чарльз Дарвин изучал Венерину мухоловку и считал ее одним из самых удивительных растений.

Оказалось, что у некоторых растений почти 2% генома (это очень много) ответственны за производство протеина, участвующего в поведении-реакции на прикосновения. Таким образом, для растений важно и возможно чувствовать ветер, дождь, касание живых существ, и реагировать на эти касания.

Коль скоро у растений были обнаружены механорецепторы, которые регистрируют механические движения, такие же рецепторы находятся и в ухе человека. Означает ли, что растения могут слышать?

Слух. Это вопрос не нов – еще Чарльз Дарвин пытался на него ответить, наблюдая, как реагирует мимоза на звуки фагота, на котором он мастерски играл. Он ожидал, что она будет сворачивать листочки, но ни этого, ни чего-то другого не происходило.

Звуки музыки и растенияПочему-то именно влияние музыки на растения захватило воображение метафизически настроенных энтузиастов. Так, например, индейская дудочка и звуки природы ускоряли проращивание семян цуккини, в сравнении с семенами, прорастающими в полной тишине. Кроме музыки, семенам помогала и энергия, исходящая из рук одной исследовательницы. Ни одна другая лаборатория не смогла воспроизвести эти результаты. В 1959 году вышла книга «Влияние молитвы на растения», которая, как вы догадались, приводила примеры как бормотание над растением приводило к чудесным изменениям. Вдохновлённая примерами, Дороти Риталлак сама стала делать эксперименты, которые описала позже в книге «Звуки музыки и растения». Герань и кукуруза, фиалки и рододендроны, и многие другие растения выслушивали все жанры музыки, от Баха до Лед Зеппелин. Две песни, «Whole Lotta Love» и «Machine Gun» легендарной группы оказались самыми травмирующими для растений. Риталлак пошла дальше, утверждая, что такой же ущерб наносится и людям, которые слушают такую рок-музыку. Назвать ее опыты экспериментами можно только с очень большой натяжкой, но многим людям нужны сенсации и захватывающие дух перспективы, и им кажется, что наука ничего не понимает и не хочет понимать. В тоже самое время проводились и серьёзные эксперименты, пытающиеся повторить чудесные феномены. Например, произвело шум исследование в Индии, показавшее, что музыка ускорила рост ноготков. Пытаясь повторить, биологи в лаборатории заставляли ноготки слушать Моцарта, Дэйва Брубека и Битлз, и все безрезультатно.

Однажды исследователь по имени Питер Скотт проверял, как влияет на рост кукурузы музыка Meat Loaf и Моцарта, и обнаружил, что семена, которым подавали музыку, прорастали быстрее, чем без музыки! Причем кукурузе было все равно, что играло – рок или классика. Тут мы можем увидеть отличие науки от псевдонауки: вместо того, чтобы поспешить всем рассказать о чуде, исследователи стали проверять, в чем еще могла быть причина такого феномена. Оказалось, что динамики, сотрясаясь от басов, посылали нагретый воздух прямо на семена. Оставив музыку, но устранив этот фактор, ученые «загубили» чудо.

На сегодняшний день, наука не располагает ни одним доказательством, что растения как-то реагируют на музыку. Ученые не отрицают, что растений может быть какая-то реакция на звуки: дело в хорошем дизайне эксперимента, чтобы это подтвердить или опровергнуть. Ставить на это не стоит: похоже, слух, как способность быстро реагировать на изменения в окружающей среде и менять свое поведение, растениям не нужен. У них нет ног и слуха, а у нас нет листьев и пыльцы, и они и мы как-то обходимся без этого.

Шестое чувство. Не пугайтесь или не радуйтесь — речь идет всего лишь о проприоцепции, ощущении положения своего тела относительно других объектов. У растений это чувство присутствует: если положить горшок с саженцем набок, то мы увидим, как он постепенно начнет стремиться верх. Мастера выращивания миниатюрных деревьев бонсай начали использовать это в создании причудливых стволов и веток еще сотни лет назад. Растения чувствуют как гравитацию, так и соседей.

Память. Поведение Венериной мухоловки показывает, что когда один волосок на поверхности листа регистрируют касание, эта информация должна храниться какое-то время, до тех пор, пока от другого волоска не придет подтверждение касания, означающего движения объекта, и только тогда ловушка захлопывается.

Механизм работы ловушки волновал ученых с тех пор, когда биолог Джон Бардон-Сандерсон изучил физиологию мухоловки в 1882 году. Сто лет спустя ответ был найден: Дитер Ходик и Андреас Сиверс из Боннского Университета показали, что касание вызывает рост электрического потенциала, приводящего к накоплению кальция до определённого порога. Как только порог превышается, ловушка срабатывает. Такая электрическая схема схожа с сигналами в нейронах человеческого мозга. Когда Алесандр Волков из Университета Оквуд в Алабаме вводил мухоловке компоненты, блокирующие ионные каналы калия в человеческих нейронах, ее ловушка не срабатывала, независимо от любых касаний.

Растения и другие

Есть множество примеров, как растения манипулируют животными и насекомыми. Так, например, цветок австралийской орхидеи, Chiloglottis trapeziformis, выделяет молекулы (Franke et al., 2009), копии феромонов, выделяемых самкой осы Neozeleboria cryptoides. Охваченный страстью самец летит к цветку орхидее и пытается вступить с ним в сексуальные отношения, пачкается в пыльце, потом улетает, чтобы тут же попробовать это с другим цветком. В результате орхидея опылена, а самец остается доволен, даже если его терзают смутные сомнения.

Cаррацении – вид плотоядных растений, завлекающее насекомых запахом разлагающегося мяса. Стоит мухе или осе поинтересоваться запахом и сесть на хитроумно устроенные лепестки, как дороги назад уже нет – внизу ее поджидают склизкая масса с энзимами, которые переварят ее и утолят голод растения на какое-то время. Немного иначе, но так же смертельно для насекомых ведут себя росянка и уже знакомая нам Венерина мухоловка.

Nepeta cataricaКошачий котовник (кошачья мята, Nepeta cataria) (на фото слева) так любим нашими котиками, потому что содержит непеталактон, молекулу которая мимикрирует феромон, выделяемый кошками в периоды ухаживаний. Это невероятный афродизиак для кошек. Валериана действует похоже, только используя другую молекулу, актинидин, которая также похожа на феромон кошек. Случайность ли это, что у растений есть то, что нужно другим, тем, которые могут помочь ему выжить?

За открытие кофе стоит поставить памятник козам – в десятом веке абиссинские пастухи заметили, что некоторые из коз становились слишком прыгучими и резвыми, отведав этих ярко-красных ягод. В Перу есть легенда о том как пума открыла хинин: индейцы обратили внимание, что больной хищник поправлял здоровье, поедая кору хинного дерева.
Растения, которые не хотят, чтобы их ели, часто делают свои плоды горькими; другие, стремящиеся к распространению – наоборот, делают и цветы красивыми, а плоды — привлекательными, вкусными и полезными. Многие растения были одомашнены человеком уже десятки тысяч лет, давая нам необходимое, и получая заботу и уход взамен.

Цветы – одна из самых красивых загадок. Множество экспериментов показало, что у нормального человека просто вид цветов, даже на фотографии, вызывает рост позитивных эмоций и улучшение работы организма, пусть незначительное и кратковременное. Возможно быть безразличным к цветам, но это очень маловероятно. Отсутствие эмоций к цветам – либо признак детства, либо отсутствия внимания, либо депрессии.
С одной стороны, какая практическая польза от цветов для украшения? С другой стороны, рынок цветов составляет десятки миллиардов долларов в мире. Любовь к цветам универсальна, во всех культурах, за любопытным исключением большей части Африки. В Африке (кроме северной ее части) не выращивают массово цветы сами по себе, а любой к ним интерес – утилитарный, как к предвестникам плодов. Сложилось так, вероятно, в виду экологических условий (в саване цветы скоромные, и отцветают быстро), и экономических – сначала надо поесть, а потом уж любоваться цветочками, а африканцы все никак не могут справиться полностью с первой задачей. Однако стоит жизни наладиться, как и африканцы начинают тянуться к цветам, сажают их, покупают и дарят.

Эволюционная биология и психология предполагают, что наша любовь к цветам объясняется тем, что они – точный предсказатель будущей еды. Быстрое распознавание фруктов – преимущество для выживания, а тот, кто разбирается в цветах, может поспеть к съедобным плодам первым. Те, кто научился распознавать и отмечать цветы, где, когда и что именно образуется после цветения, получали лучшие шансы выживания. Иначе говоря, мы живете здесь и сейчас, в том числе и потому, что наши далекие предки разбирались в цветах.

Те цветы, которые мы можем видеть сегодня, являются победителями гонки выживания и размножения. Они смогли быть привлекательными для насекомых, которые их опыляют, или для человека. Некоторые цветы достигли поистине привилегированных высот, как, например, розы и тюльпаны.

Тюльпаны сыграли (и, может быть, продолжают играть) незабываемую роль в истории человечества: ни один цветок не культировали так, как его, и не один не принес столько счастья и бед. Султана Ахмеда III, правящего с 1703 по 1730 год, в период, названный эрой тюльпанов, свергли, в том числе, из-за его расточительного для казны увлечения этими цветами – он импортировал луковицы миллионами из Голландии.

Semper Augustus Tulip 17th centuryСегодня тюльпаны дешевы и доступны, и нам невозможно представить, как их воспринимали лет 300 назад. Слева на фото — тюльпан Semper Augustus, который в 17 веке стоил 10,000 гульденов за луковицу. Представьте, что луковица тюльпана – это Порш или квартира в Москве. Во Франции в 1608 году мельник поменял мельницу на одну луковицу тюльпана. «Тюльпановый пузырь» в Голландии в 1635-1637 годах продемонстрировал иррациональное поведение людей, когда за месяц цена одной луковицы вырастала в 10 раз, когда люди продавали дома, брали кредиты и покупали будущие цветы на бумаге, и в итоге обогащались или разорялись. К этому постепенно привело начавшееся скромно желание голландцев в условиях серых красок окружающего мира иметь хоть что-то яркое у себя в крохотном садике под окнами.

Мы и растения

В 2005 году родилась новая наука, нейробиология растений, предмет изучения которой – информационные сети растений. Ученые, которые решили работать в этом направлении, понимают ироничность названия, но, тем не менее, хотят исследовать сходство некоторых механизмов с процессами в человеческом мозге, например, работу памяти растений.

В 2008 году в Швейцарии учредили этический комитет для защиты достоинства живых существ, включая растения. В документах, принятых комитетом, есть тезисы о том, что вред не должен наноситься живым существам, даже если у них нет сознания. Просто допустив, что растения могут испытывать чувства, авторы приходят к принципам, что морально недопустимо срывать дикие цветы без оправданной нужды, или что растения не могут принадлежать кому-то на правах собственности, и т.д. Это, в целом, неплохой шаг для напоминания, что мы — часть одного мира, вместе с другими его жителями, нашими генетическими родственниками – не только с шимпанзе, мышами и мухами, но фиалками, тюльпанами и березами.

Растения воспринимают мир вокруг них. Свет для растений очень важен, и они его видят, в самом широком спектре, но отлично от нас. Растения чувствуют прикосновения, издают и принимают некоторые запахи, и таким образом могут «общаться» друг с другом. У растений есть память, но нет слуха. Они ощущают себя в пространстве и чувствуя гравитацию. Мы для них – всего лишь одни из объектов, с которыми им довелось жить рядом. У растений нет нервной системы и мозга, и они определённо не чувствуют ни боли, ни печали, ни радости. Смело режьте огурцы и помидоры, шинкуйте лук и зелень. Те растения, которые мы едим, приспособились к нам именно таким образом и получают от этого только пользу. Кофе или какао и не мечтали стать одними из королей растительного мира, но так получилось, к обоюдному удовольствию, что их плоды пришлись нам по душе.

Когда вы в следующий раз будете рядом с растением, коснитесь его листочка и будьте уверены — оно вас «увидело», почувствовало и запомнило это касание.

Chamovitz, D. (2012). What a plant knows: a field guide to the senses (1st ed.). New York: Scientific American/Farrar, Straus and Giroux.

Franke, S., Ibarra, F., Schulz, C. M., Twele, R., Poldy, J., Barrow, R. A., Peakall, R., Schiestl, F. P., & Francke, W. (2009). The discovery of 2,5-dialkylcyclohexan-1,3-diones as a new class of natural products. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(22), 8877-8882.

Loehr, F. (1959). The power of prayer on plants (1st ed.). Garden, City, N.Y.,: Doubleday.

Pollan, M. (2001). The botany of desire: a plant’s eye view of the world (1st ed.). New York: Random House.

Retallack, D. L. (1973). The sound of music and plants. Santa Monica, Calif.,: DeVorss.

Tompkins, P., & Bird, C. (1973). The secret life of plants (1st ed.). New York,: Harper & Row.

Швейцарский комитет по этике — ссылка.
Картинка в начале статьи – из Tacuinum Sanitatis, средневековой книги. Ссылка.


Стань пилотом

симулятор истребителяЕще один из экспериментов Эллен Лангер с коллегами (о других я упоминал здесь), о том, как простые психологические манипуляции могут нас менять.

Экспериментаторы (Langer et al., 2010) спросили парней из тренировочного подразделения резервистов (каждый из которых мечтал стать летчиком) при Массачусетском Технологическом Институте, какими характеристиками нужно обладать, чтобы стать пилотом. 100% отметили, среди прочего, идеальное зрение, а 95% отнесли такое зрение в первую тройку качеств. Затем других молодых мужчин из этого же подразделения пригласили участвовать в эксперименте. Перед началом у всех проверили зрение, а затем разделили случайным образом на две группы.

Участников экспериментальной группы по одному приглашали в кабину симулятора истребителя, оснащенного всеми инструментами, экраном и гидравликой для наклона кабины в зависимости от действий пилота. Им рассказали и показали базовыми инструменты управления самолетом и попросили стать пилотом ВВС, чтобы это ни значило. Им даже выдали военную униформу. Экспериментатор садился в кресло второго пилота. Дав полетать, участников, как бы между прочим, просили прочитать маркировку на крыльях летящих рядом самолетов. Это и была задача эксперимента. Расстояние до маркировки было четко выверено, чтобы проверить зрение.

Участникам контрольной группы дали посидеть в кабине симулятора, сказав, правда, что он не работает, но, тем не менее, эксперимент надо сделать. Им давали подержаться за штурвал, но симулятор никак не реагировал. Так же, как и в экспериментальной группе, им дали задание прочитать, что написано на крыльях летящих рядом самолетов.

У пилотов первой группы зрение улучшилось на 40% — у 4 из 10 человек. У кадетов из контрольной группы зрение не изменилось.

Эксперимент повторили, с большим количеством участников, и добавив еще две группы. Одна – мотивационная, участников которой попросили постараться улучшить свое зрение (!).  Во второй группе участников поспросили сделать несколько упражнений для глаз.

У одного участника из десяти в мотивационной группе улучшилось зрение. В экспериментальной группе зрение опять улучшилось на 42%, а в других изменений не произошло. Интересно, что наибольшие улучшения произошли у тех, у кого зрение было изначально хуже.

Эти эксперименты показывают, что зрение может быть улучшено, хотя бы временно, с помощью исключительно психологических методов. Мотивация, как один из таких методов, как видим, не всегда оказывается эффективной. Что же тут сработало – плацебо симуляции? Полет сам по себе резко обостряет все чувства, а хорошая его симуляция может быть неотличима по эффектам. Или здесь сработало то, что называется enclothed cognitionодежествленные (от слова одежда) способности (я писал о них ранее: А вы думали, отчего ученые такие ученые?).

Langer, E., Djikic, M., Pirson, M., Madenci, A., & Donohue, R. (2010). Believing Is Seeing: Using Mindlessness (Mindfully) to Improve Visual Acuity. Psychological Science, 21(5), 661-666. doi: 10.1177/0956797610366543.


Разгадка NN и люди Х

модифицированная фотографияПродолжение триллера, начало здесь.

При показе одной хорошей и необычной фотографии, с целью узнать, на что будут смотреть люди, выяснилась любопытная вещь – значительная часть внимания была сосредоточена на одной девушке. Были высказаны предположения, чем это можно объяснить. Одна из гипотез касалась яркого банта на ее груди, и это можно было протестировать. Когда представилась возможность, я проверил этот вариант, убрав у девушки зеленый бант (фото в начале статьи, кликабельно).

Вот увеличение — слева оригинал, справа — модификация:
сравнение двух версийВ тестировании приняло участие 15 человек (5 мужчин и 10 женщин), возрастом от 23 до 49 лет, (средний возраст 33 года). Меньше на пять человек, чем в предыдущем, но это не так важно. Все остальные условия просмотра, в том числе, разрешение изображений и размер экрана монитора, были одинаковы.

Тепловые карты выставлялись с различными фильтрами, и как видите, иногда это расставляет акценты несколько иначе. Смотрите, что получилось:
тепловая карта просмотра, фильтр одинтепловая карта просмотра, фильтр дватепловая карта просмотра, фильтр триДля сравнения, тепловая карта оригинала (справа) и модифицированной фотографии:
сравнение двух тепловых картТеперь наша девушка уже вовсе не так привлекательна для глаз. Внимание уходит чуть ниже, на другую женщину с бантом. Новая женщина, с кисловатым выражением лица и с фиолетовым бантом, привлекает внимание, хотя и не так много, как первая – возможно, из-за темного по цвету банта и расположения подальше от центра. Это вновь подтверждает тезис о том, что если женщина хочет быть привлекательной для глаз, в буквальном смысле, стоит озаботиться яркими/контрастными аксессуарами, и располагаться максимально близко к центру.

На этом можно было бы и закончить эту историю, которая так просто разрешилась. Однако если вы заметили, один из очагов внимания ушел к мужчинам, и рядом с центром очага сидит вот этот человек:человек в очкахКак видите, ему удается оставаться почти незамеченным, даже если смотреть на него в упор – центр одного из очагов внимания рядом с ним, но не на нем! Никто из респондентов его не замечал и не отмечал ничего необычного. Конечно, кто-то скажет, что это просто отражение света или неба в очках, но мы же не настолько наивны, чтобы поверить в эту версию! Перед нами, очевидно, на выбор: либо сверхчеловек, который по неосторожности не затушил свои суперглаза-лазеры, либо северокорейский аналог гугл-очков. Другие мужчины, если посмотреть, были более предусмотрительны. Мы видим, как мужчина отшатнулся, в последний момент осознав, что его сфотографировали, но сохранил самообладание, чтобы не смутиться.

Ким Чен Ын, хорошая попытка, но мы тебя раскусили – девушка с бантом специально была посажена так, чтобы отвлечь наше внимание. Но что может противостоять научному мышлению, ай-трекеру и трем бокалам гоанского рома?


Загадка NN

фотография Ильи Питалева: Торжественное собрание участников Народной армии КНДР на стадионе имени Ким Ир Сена в честь 100-летия со дня рождения Ким Ир Сена, в Пхеньяне, в апреле 2012 годаВыше – фотография Ильи Питалева: Торжественное собрание участников Народной армии КНДР на стадионе имени Ким Ир Сена в честь 100-летия со дня рождения Ким Ир Сена, в Пхеньяне, в апреле 2012 года. Фотография вошла в шортлист 2013 Sony World Photography Awards. Действительно запоминающаяся, драматичная работа. По клику открывается в полный размер.

Фотография была показана на прошлой неделе 20 участниками исследования, (17 женщин, 3 мужчин), средний возраст 30 лет, на 24 дюймовом мониторе, в хорошем разрешении, в свободном просмотре в течение 5 секунд. Показ был осуществлен в рамках продолжающегося исследования картин и фотографий Как мы смотрим на картины. Эта фотография привлекла внимание своей необычностью — например, отсутствием центрального персонажа, и двумя разными по цветам массивами людей.

Есть идеи, что привлечет ваше (и 20 людей) внимание больше всего, прежде чем вы продолжите читать дальше? Хороший шанс проверить свою интуицию, между прочим :)

Лица людей – реальное пиршество для глаз социального животного, человека. Тут их много, и есть куда посмотреть. Логично было бы предположить массивное сравнивание двух когорт людей – военных и гражданских. Логично было бы увидеть и однородное мимолетное разглядывание большинства лиц.

Посмотрим на тепловую карту. Тепловая карта внимания представляет из себя пространственное распределение фиксаций взглядов. Алгоритм рассчитывает гауссово распределение всех фиксаций в соответствии с их длительностью, значением и нормализует амплитуду. Затем эти расчеты применяют ландшафт распределения к визуальному образцу, используя градиенты цвета. Строго говоря, такая карта показывает куда смотрели респонденты, но не объясняет, почему они туда смотрели. Карты представляют визуальное, простое, и интуитивное представление большого объема данных и важны для первоначального осмотра результатов, и определить основные регионы интереса.
Ниже несколько видов тепловых карт:
тепловая карта вниманиятепловая карта внимания, черно-белаятепловая карта с контрастомПочему молодая женщина с зеленым бантом в традиционной праздничной одежде (чосон-от, если не ошибаюсь) привлекла так много внимания?

Фиксации(желтые точки) и саккады, быстрые движения глаз от одного объекта к другому (желтые линии):
фиксации и саккады рассматривания фотографииЧисло фиксаций взглядов:
число фиксаций взглядов

Как видите, в среднем каждый участник смотрел на девушку два раза.

Да кто ж она такая и почему все её увидели и разглядывали?!
загадочная женщинаМожет быть её лицо выглядит как-то необычно или это уже придумывание причин, и мне это кажется?

Кстати, как быстро вы найдете вы женщину в тёмно-синей одежде? Это еще раз напоминает о том, что если вы женщина и хотите быть привлекательной (для глаза), одевайтесь ярче. Кроме того, быть на периферии снимка в буквальном смысле мешает быть в центре внимания!

Есть тенденция замечать известного или любимого человека в толпе очень быстро, особенно в ситуациях, когда мы ожидаем или хотим это увидеть. Но здесь явно не такая ситуация. Есть тенденция замечать необычное и была бы девушка голой или в костюме клоуна, вопросов  бы не было.

Мое мнение такое: сочетание яркого зеленого банта с розовым цветом платья, в окружении менее яркого фона, молодость, и близость к центру картинки сделали девушку самой привлекательной частью работы. Другая возможность: бант на груди девушки похож на голову кролика (!), а мы склонны замечать животных очень быстро (Когда последний раз вы видели пантеру?). Наконец, еще вариант – это просто артефакт.

Есть у кого-нибудь идеи объяснения или гипотезы, которые можно было бы проверить? Например, фотошопом поменять эту женщину на другую и посмотреть, как изменится просмотр, или что-то подобное? Изучение визуального искусства – дело трудоемкое, но увлекательное.

P.S. Я надеюсь, в Северной Корее мой блог не читают, но на всякий случай хотелось, чтобы женщину после этой статьи не только не расстреляли, а сделали бы ответственным работником индустрии моды этой суровой страны :)


Слышишь, что написано?

сенсорное замещениеСенсорное замещение – способ компенсирования потерянного чувства путём преобразования информации в стимул нормальной функционирующей модальности. Проще говоря, при потере зрения, — это обработка визуальной информации с камеры и преобразование её в звуковые сигналы, для подачи на слуховой канал, или слабыми эклектическими импульсами для подачи на кожу или язык человека. Кажется странным, как можно передать посредством электрических покалываний на языке визуальную информацию, но наш мозг разбирается в этом довольно быстро.

В исследовании, опубликованном в Frontiers in Cognitive Science (Haigh et al., 2013), учёным из университета в Бате, Великобритания с коллегами из Лондона и Эйндховена в Голландии удалось сделать очередной прорыв в сенсорном замещении. Они использовали The vOICe  – прибор для преобразования визуальной информации, получаемой видеокамерой, в звуковые шумы. Сам прибор – изобретение доктора Питера Мейера из Эйндховена, разработавшего первый прототип ещё в 1992 году. Цели Питера, принимавшего участие в этом исследовании, масштабны, – он хотел бы оснастить этим прибором всех слепых в мире, около 40 миллионов человек. Он не собирается делать на этом деньги – на его и других сайтах есть все необходимые инструкции, как самому сделать прибор и начать пользоваться. Можно использовать камеру смартфона телефона, или даже сканер, почти всё, что угодно. Странно, но распространение и улучшение этой открытой технологии находится в зачаточном состоянии. Многие люди никогда даже не слышали о подобном. Фактически – можно собрать прибор за пару дней и слепой человек начнёт, пусть очень и очень плохо, но видеть ушами окружающий мир!

Слух, конечно, не идеальный посредник для зрения. Если глаз, по некоторым расчётам, способен передавать около 4,300,000 бит в секунду, то ухо – в районе 10,000 бит в секунду. Не идеально, но лучше остальных каналов. На практике прибор может иметь форму очков, со встроенной камерой и преобразователем, подающим звуки на наушники. С The vOICe были проведены уже десятки экспериментов, с различными результатами, как со зрячими так и слепыми людьми.

В серии экспериментов студенты, прежде не слышавшие о такой технологии, пытались услышать то, что им показывалось на экране монитора, а это были, например, статичные буквы Е, повёрнутые в разные стороны. Прежде всего, до совершенства прибору ещё далеко – способность видеть таким образом находится в зоне слепоты де-юре: максимальную зоркость в одном эксперименте была достигнута около 20/400, а, например, в США, официально слепота начинается с 20/200.

20/400 – это способность увидеть что-то с 7 метров (20 футов), что человек с нормальным зрением должен увидеть co 140 метров (400 футов).

Но вот что интересно:

— В одном эксперименте происходило значительное улучшение способности различия символов уже на втором уроке, при том что его отделяло от первого целых два месяца. 9-10 часов тренировок в предыдущих исследованиях удваивают остроту слухового зрения, в сравнении с начальными пробами. Это лишний раз напоминает нам, что тренировки – ключ ко всему.

— Люди с музыкальным образованием показывали лучшие результаты.

Так или иначе, но 20/400 — это лучше, чем инвазивные методы восстановления зрения сегодня – и имплантация стволовых клеток и трансплантация сетчатки. Такие методы будут, безусловно, улучшаться, а, с другой стороны, если подавать электрические импульсы преобразованной визуальной информации посредством вживлённых электродов в мозг, то результат будет гораздо лучше.

The vOICe надо что-то делать: технология в сегодняшнем виде не может дать возможностям мозга человека себя проявить. Необходимо очень многое, помимо лучших протоколов преобразования и представления зрительной информации в шумах и даже мелодиях. Серьёзные проблемы, это не наушники Dr Dre. Настолько, что мне кажется, что будущего у The vOICe нет. В лучшем случае это будет одним вспомогательным устройством из десятка, подключённых к человеку.

Haigh, A., Brown, D. J., Meijer, P., & Proulx, M. J. (2013). How well do you see what you hear? The acuity of visual-to-auditory sensory substitution. [Original Research]. Frontiers in Psychology, 4. doi: 10.3389/fpsyg.2013.00330. Полный текст статьи.


Ай-трекинг мышей

Ай-трекинг (eye-tracking) мышкиУдивительный эксперимент, в котором ученые успешно применяют ай-трекинг (eye-tracking) на мышке (de Jeu & De Zeeuw, 2012). Собственно, ученые показывают, как это делается (а для этого им потребовалось операция на мозге бедного мыша). Посмотреть видео и почитать можно здесь. А я думал все моего кота как-то заставить пройти ай-трекинговое исследование, но опасался. А тут оказывается, никогда не интересовался раньше, у котов и фовеи  нет, как и у мышей. Фовеа – это такое небольшое углубление на сетчатке, которое и позволяет нам видеть четкое центральное изображение. То есть, наши любимые кошечки (и собачки тоже), никогда не смогут научиться читать :) И не только читать; у животных без фовеи ограниченные возможности фиксации взгляда на объекте, и они компенсируют это движениями глаз. После этого видео понимаешь, что с людьми все гораздо проще.

de Jeu, M., & De Zeeuw, C. I. (2012). Video-oculography in mice. The Journal of Visualized Experiments (JoVE) (65), e3971, DOI: 10.3791/3971 (2012).


Кратко из свеженьких журналов

Какао Theobroma cacao BlancoГолландские ученые (Dalley & Buunk, 2011) выяснили, что мотивацией к диете для похудения у женщин является скорее страх избыточного веса, нежели надежда на стройное тело. Иными словами, женщина более долго и прилежно будет следовать диете, если мотивацией будет страх, нежели что-то иное.

Ирландские ученые (O’Mahony & Newell, 2011) убедительно показали, что когда мы запоминаем людей, то интеграция данных о человеке, для последующего распознавания, идет в паре лицо и голос, но не лицо и имя. Так что если вы узнаете человека и по лицу и по голосу, но не можете вспомнить его имени, что, например, бывает со мной довольно часто, – это очень даже нормально.

Агомелатин — лекарство для лечения депрессии, производимое компанией Novartis, которое замечательно и неслучайно похоже на мелатонин. Недавняя статья в Lancet (Hickie & Rogers, 2011) представила обзор исследований, показывающий его солидную эффективность в лечении депрессии, а кроме того, восстановления цикла сна и бодрствования, более крепкого сна и отсутствие сонливости днем. Как я понимаю, обычный мелатонин (патентованной вариацией которого и является агомелатин), и который свободно и дешевле, чем любой антидепрессант, можно купить в аптеке (как Мелаксен, например), действует точно также.

Ученые (Field, Williams & Butler, 2011) из Университета в Ридинге (University of Reading), в ходе комплексного эксперимента, показали, что потребление какао (и содержащихся там флаванол*) улучшает зрение и когнитивные способности. Объясняется это улучшением церебрального кровообращения, и вероятно, кровообращения в районе сетчатки,  вызываемого флаванолами. Понятно, что имеется в виду черный шоколад, который сравнивался в этом эксперименте, с белым. Ученые давали сравнительно большую дозу в 720 миллиграмм какао-флаванол. Видите, содержание какао в черном шоколаде (65% или 80%) – не показатель содержания флаванол. За редким исключением, никто их содержание не указывает. Больше всего содержание флаванол будет в какао-бобах, подвергшихся минимальной обработке.

Ну, тут поиск выдал мне тонны исследований по пользе какао флаванол во многих других сферах — в серднечно-сосудистой системе, дерматологии, пишщеварении и проч. Осталось только выяснить, как доставать богатый этими веществами какао продукты. В интернет-магазинах есть очень приличные экземпляры хороших продуктов, но заказывать какао через интернет и надеяться на почту — это как-то грустно. Узнаю я у друга, который работает в шоколадной компании, и дам вам знать.

*Флаванолы – полифенолы, содержащиеся в яблоках, чаях, какао, винограде, вине и т.п.

Dalley, S. E., & Buunk, A. P. (2011). The motivation to diet in young women: Fear is stronger than hope. European Journal of Social Psychology, Article first published online: 5 June 2011. DOI: 10.1002/ejsp.816.

Hickie, I. B., & Rogers, N. L. (2011). Novel melatonin-based therapies: potential advances in the treatment of major depression. The Lancet. 18 May 2011. DOI: 10.1016/S0140-6736(11)60095-0.

Field, D. T., Williams, C. M., & Butler, L. T. (2011). Consumption of cocoa flavanols results in an acute improvement in visual and cognitive functions. Physiology & Behavior, 103(3-4), 255-260. DOI: 10.1016/j.physbeh.2011.02.013.

O’Mahony, C., & Newell, F. N. (2011). Integration of faces and voices, but not faces and names, in person recognition. British Journal of Psychology, Article first published online: 17 May 2011. DOI: 10.1111/j.2044-8295.2011.02044.x.