מקווים כלליים ועד התמונה המלאה: איך המוח מזהה אובייקטים?

אחד מתומכי הבלוג בפטריאון רצה לדעת מה המדע יכול להגיד על התהליך במוח שבעזרתו אנחנו מזהים אובייקטים. מה בדיוק מתרחש שם מהרגע שבו אור נופל על רשתית העין עד שאנחנו מסוגלים להבין מי ומה עומדים מסביבנו. התהליך הזה הוא מדהים, משום שהעיניים שלנו קולטות בסך הכל קרינה אלקטרומגנטית, ואנחנו מסוגלים לתרגם את הקרינה הזו לכדי תמונה של ממש של העולם.

תהליך זיהוי העצמים הוא בבסיסו היררכי, וזה משהו שחשוב לזכור. אנחנו לא מעבדים את כל התמונה בבת אחת, אלא עובדים בשלבים. האזורים המוקדמים שמקבלים את המידע אחראיים על עיבוד של פרטים בסיסיים מאוד, ולאט לאט מתווסף עוד ועוד מידע עד שאנחנו מקבלים את התמונה המלאה.

כך למשל, האזור הראשון בקליפת המוח שמקבל את המידע הראייתי יושב מעל העורף שלנו ונקרא V1 (V מלשון vision, ראייה). החוקרים דיוויד הובל וטורסטן ויזל זכו בפרס נובל כי הם הראו שהתאים שם רגישים לאוריינטציה שבה אובייקט מונח, אם האובייקט יהיה מאוזן תאים מסוימים יפעלו, אבל אם הוא יהיה בזווית של 45 מעלות לקרקע, דווקא תאים אחרים יפעלו. בנוסף, התאים באזור זה מקודדים את המקום בשדה הראיה שבו כל עצם הופיע. מיקום האובייקט והזווית שלו הם שני דברים בסיסיים מאוד, והם עדיין לא מספרים לנו אם אנחנו רואים מולנו אדם או סולם.

בשלבים הבאים לאט לאט הולך ומתווסף מידע, למשל על צבע. ואם נלך עוד קדימה (גם במסלול, וגם פיזית, משום שהאזורים הבאים כבר קרובים יותר לקדמת הראש) נגלה שורת אזורים שכבר רגישה פחות למאפיינים הבסיסיים של הצורה, אלא למשמעות שלה. אנחנו מוצאים אזור שפועל ביתר כשאנחנו מזהים פנים, ועוד אזורים שמקושרים עם ידיים, נופים, אובייקטים כלליים ועוד.

אחת הדרכים היפות לראות את ההיררכיה הזו היא בקרב אנשים שסובלים מאגנוזיה ויזואלית, שבה נפגע בדיוק המסלול הזה. יש מטופלים לכן שאם נראה להם תמונה, הם לא יצליחו לזהות מה מופיע שם. אבל אם נציג בפניהם תרשים של קווים כלליים של אותה תמונה ונבקש מהם להעתיק אותה, הם יעשו זאת בהצלחה. מאחר שהאזורים הראשוניים שלהם עובדים טוב הם מזהים את הקווים ואת אופיים, אבל הם לא מסוגלים לבצע אינטגרציה בין המאפיינים ולהבין מתוך סך החלקים את התמונה השלמה.

אבל הסיפור רק הולך והופך למורכב יותר, משום שהתהליך הוא לא רק חד כיווני (“מהפרטים הקטנים לתמונה השלמה”), אנחנו מזהים במוח גם תהליכים הפוכים, שבהם דווקא אזורים “גבוהים” משפיעים על התהליך שמתרחש בשלבים מוקדמים יותר. אותם אזורים גבוהים מביאים איתם ידע מוקדם על העולם שכבר יש לנו, ועוזר לנו לזהות ולפרש דברים שמתרחשים מסביבנו. אם אני רואה סביבי שלושה קווים באורך זהה עם זווית של 60 מעלות בינהם, בלי מידע קודם אולי לא אדע אם הקווים הללו קשורים זה לזה ואיך, אם בכלל, צריך לחבר בינהם. אבל מאחר שראיתי הרבה מאוד משולשים שווי צלעות בחיי, המידע הזה משפיע על הדרך שב נעבד את המידע והרבה פעמים חוסך באנרגיה ומאפשר לבצע הסקות מהר ובצורה יעילה. אך במקומות המעטים שבהם המידע אינו מתאים, אנחנו תופשים את העולם בצורה לא נכונה, זה מה שקורה באשליות ראיה רבות.

אחת השאלות הפתוחות היא סוף הסיפור: אחרי שהצלחנו להרכיב את הפרטים הקטנים לתמונה הגדולה, איך אנחנו מבינים מה עומד מולנו ומה אנחנו רואים? אין לנו תשובה אידאלית לכך, אבל נראה שהמידע ממשיך לעבור הלאה לאזורים שקשורים לזכרון ולמשמעות (סמנטיקה), וייתכן מאוד שהפעילות שלהם עוזרת לנו לזהות מי האדם שעומד מולנו, ואילו עוד דברים מתרחשים מסביב.

המון בהבנת התהליך עדיין שנוי במחלוקת, וישנם ממצאים שלא עולים בקנה אחד עם המודל הבסיסי הזה, ייתכן שבעוד כמה שנים אצטרך לכתוב את הטור הזה מחדש ולעדכן אתכם כיצד הממצאים החדשים שינו את ההבנה שלנו. אולם אי אפשר להתעלם מכך שכבר היום אנחנו יודעים לא מעט על התהליך של זיהוי העצמים, מספיק כדי להבין בקווים כלליים מאוד מה מתרחש במוח.

אני רוצה להודות לתומכי הפטריאון של הבלוג, ובראשם למתן רינג, עינבל רמות, מייקל קניגס ושרה עטיה, התומכים המובילים. אם התוכן עניין אתכם, אני מזמין אתכם להפוך גם לתומכים, לעזור ל”סיור מוחות” לצמוח ולקבל מגוון רחב של הטבות כמו תכנים בלעדיים, יכולת להשפיע על הנושאים וצפייה בפוסטים לפני כולם. פרטים נוספים כאן

הטור גם פורסם בדה-מרקר

משולש קניצה: משולש שלא קיים במציאות ואנחנו רואים אותו רק משום שמידע מוקדם משפיע על הראייה שלנו