Sciencemag.cz
Doporučujeme
Lze snadno dokázat, že mozek funguje jako sofistikovaný počítač pro virtuální realitu. Rozhlédněte se kolem sebe pouhým pohybem očí. Když otáčíte očima, obrazy na sítnicích se pohybují jako při zemětřesení. Žádné zemětřesení ovšem nevidíte.
Okolní scenérie se vám jeví pevná jako skála. Směřuji samozřejmě k tomu, že virtuální model v mozku je konstruován tak, aby byl co nejstabilnější. Ale tato ukázka nabízí ještě víc, protože obraz na sítnici se dá rozhýbat dalším způsobem. Jemně si zatlačte na oční bulvu přes kůži očního víčka. Obraz na sítnici se bude hýbat stejným způsobem jako předtím. S dostatečným tréninkem byste dokonce mohli napodobit efekt přesouvání pohledu otáčením očí. Ale teď vám bude připadat, že se země skutečně hýbe. Celá scéna se posune, jako byste byli svědky zemětřesení.
Jaký je mezi těmito dvěma případy rozdíl? Spočívá v tom, že počítač v mozku byl sestaven tak, aby zohledňoval normální pohyby očí a přizpůsoboval jim svůj výpočetní model světa. Model v mozku
evidentně využívá informace nejen z očí, ale také z pokynů k pohybu očí. Kdykoli mozek vydává příkaz očním svalům, aby se oko pohnulo, kopie tohoto příkazu je zaslána do části mozku, která vytváří vnitřní model světa. Když se pak oči pohybují, je software virtuální reality mozku upozorněn, aby očekával, že obrazy na sítnici se budou příslušným způsobem posouvat, a model se tomu přizpůsobí. Takže vytvořený model světa je viděn jakoby v klidu, ačkoli jej lze pozorovat z jiného úhlu. Pokud se země pohne kdykoliv jindy, než když to model očekává, pohne se odpovídajícím způsobem i virtuální model. Což je v pořádku, protože může skutečně zrovna probíhat zemětřesení. Až na to, že tento systém se dá oklamat tak, že si člověk zatlačí na oko prstem.
Jako poslední pokus, kdy se stanete sám sobě pokusným králíkem, si vyvolejte točení hlavy tím, že se roztočíte kolem vlastní osy. Potom se zastavte a podívejte se upřeně na svět. Zdá se, že se otáčí, i když rozum vám říká, že tomu tak není. Obrazy na sítnici se nepohybují, ale měřiče zrychlení v uších (které fungují na principu detekce pohybů tekutiny v tzv. polokružných chodbách) mozku říkají, že se točíte. Mozek instruuje software virtuální reality, aby očekával, že se svět otáčí. Když se obrazy na sítnici neotáčejí, model tento rozpor zaznamená, a proto se otáčí v opačném směru. Subjektivně vyjádřeno, software virtuální reality říká: „Uši mi říkají, že se točím; proto, aby model zůstal nehybný, bude nutné model roztočit opačným směrem vůči údajům, které posílají oči.“ Ale sítnice žádné otáčení nehlásí, takže tím, co vnímáte, je kompenzační otáčení modelu v hlavě. V Barlowově pojetí je to ono neočekávané, „nová zpráva“ a důvod, proč to vůbec vidíme.
Ptáci mají další problém, kterého jsme my lidé obvykle ušetřeni. Pták, který sedí na větvi stromu, se neustále houpe nahoru a dolů, tam a zpět, a obrazy na sítnici mu tak odpovídajícím způsobem oscilují. Je to jako neustálé zemětřesení. Ptáci stabilizují hlavu, a tím i pohled na svět pečlivým používáním krčních svalů. Pokud nafilmujete ptáka na větvi, kterou pohybuje vítr, skoro to vypadá, jako by měl hlavu připnutou k pozadí, zatímco svaly krku ji používají jako opěrku k pohybování zbytkem těla. Když pták chodí, používá ke stabilizaci vnímaného světa stejný trik. Proto kuřata při chůzi trhají hlavou sem a tam, což nám může připadat legrační. Ve skutečnosti je to docela chytré. Jak se tělo pohybuje dopředu, krk táhne hlavu řízeným způsobem dozadu tak, aby obrazy na sítnici zůstaly stabilní. Potom hlava vystřelí dopředu, aby se cyklus mohl opakovat. Docela by mě zajímalo, zda ptáci v důsledku toho dokážou vůbec vnímat skutečné zemětřesení, protože by jej krční svaly automaticky kompenzovaly. Vážněji bychom mohli říci, že pták krční svaly využívá barlowovským způsobem: tu část světa, která nestojí za pozornost, udržuje konstantní, aby vynikly skutečné pohyby.
Hmyz a mnoho dalších živočichů se podle všeho snaží udržet svůj vizuální svět konstantní. Experimentátoři to dokázali pomocí tzv. optomotorického přístroje, kdy je hmyz umístěn na podložku a obklopen dutým válcem se svislými pruhy namalovanými zevnitř. Pokud válec otočíte, hmyz se za pomoci nohou otočí spolu s válcem. Usiluje o udržení konstantního vizuálního světa. Normálně musí hmyz simulačnímu softwaru oznámit, aby očekával pohyb, když chodí, jinak by začal kompenzovat vlastní pohyby a kde by pak byl? Tato myšlenka přiměla dva geniální Němce, Ericha von Holsta a Horsta Mittelstaedta, k ďábelsky mazanému experimentu. Pokud jste někdy sledovali, jak si moucha myje předníma nožičkama tvář, nejspíš jste si všimli, že mouchy dokážou otočit hlavičku zcela vzhůru nohama. Von Holstovi a Mittelstaedtovi se podařilo mouše zafixovat hlavičku v obrácené poloze lepidlem. Důsledky jste už asi uhádli. Normálně platí, že kdykoli moucha otočí tělo, model v mozku očekává odpovídající pohyb vizuálního světa. Ale jakmile naše nebohá moucha udělala krok s opačně otočenou hlavou, obdržela údaje naznačující, že se svět pohybuje opačným směrem, než očekávala. Proto posunula nohy dál ve stejném směru, aby to vykompenzovala. To způsobilo, že se zdánlivá pozice světa pohnula ještě víc. Moucha se roztočila jako káča, a to stále rychleji – samozřejmě v mezích daných realitou.
Tentýž Erich von Holst také poukázal na to, že podobný zmatek se dá očekávat, pokud bychom neutralizovali naše vlastní záměrné pokyny k pohybu očí, například narkotizací očních svalů. Obvykle pokud dáte očím příkaz k pohybu doprava, obrazy na sítnici signalizují pohyb doleva. Abyste kompenzovali a vytvořili dojem stability, musí se model v hlavě posunout doprava. Pokud se však oční svaly znehybní, model by se měl pohybovat doprava v očekávání toho, co se ukáže jako neexistující pohyb na sítnici. Nechejme pokračovat samotného von Holsta ve studii Behavioural Physiology of Animals and Man (1973): Je tomu skutečně tak! Již mnoho let víme od lidí s ochrnutými očními svaly a z Kornmullerových pokusů, které prováděl na sobě, že každý zamýšlený, ale neúplný pohyb očí vede ke vnímání kvantitativního pohybu okolí stejným směrem. Jsme natolik navyklí žít v našem simulovaném světě a ten je se skutečným světem tak krásně synchronizován, že si neuvědomujeme, že se jedná o simulovaný svět. Dozvídáme se to až díky chytrým experimentům, jako je práce von Holsta a jeho kolegů.
Tento text je úryvkem z knihy
Richard Dawkins: Rozplétání duhy
Věda, bludy a touha po zázraku
Academia 2020
O knize na stránkách vydavatele
