7 Fascinerende feiten over het visuele systeem – Donald Hoffman

Het visuele systeem is een complex en dynamisch systeem dat in real-time een model van onze wereld construeert, met behulp van miljarden neuronen en triljoenen synapsen.

In deze blog verkennen we de verrassende betrokkenheid van het visuele systeem in de hersenen, de constructie van onze wereld en de implicaties daarvan op onze waarneming, ons gedrag en onze bewuste ervaringen. Maak je klaar om de wereld op een geheel nieuwe manier te ontdekken.

 

Hoe de studie van het visuele systeem ons begrip van de hersenen verdiept

Een verrassende ontdekking in de neurowetenschappen is dat ongeveer een derde van de cortex van je hersenen betrokken is bij visie. Miljarden neuronen en triljarden synapsen zijn betrokken wanneer je gewoon je ogen opent en rondkijkt in de ruimte om je heen en objecten, diepten, vormen, kleuren en bewegingen ziet. Voor de meesten van ons is dat verrassend omdat we visie beschouwen als een soort camera. Er is een 3D-wereld die objectief bestaat, of we er nu naar kijken of niet, en visie is er alleen om een foto, zoals een camera, van die wereld te maken.

Nou, we hebben geen miljarden neuronen en triljarden synapsen nodig om een foto te maken – megapixels doen de klus goed, en daarvoor was er zelfs film toen er geen elektronica was om een foto te maken.

Dus wat is er aan de hand?

Wat cognitieve neurowetenschappen en computer vision studies hebben ontdekt, is dat wat er echt gebeurt, is dat het visuele systeem een soort realiteit machine is die in real-time werkt. In slechts twee of drie honderd milliseconden creëer je alle diepten, kleuren, bewegingen, objecten en vormen die je ziet. “Creëren” is een interessant woord. Je zei niet “zien”, je zei “creëren”.

Je bent eigenlijk bezig ze te construeren en je kunt het visuele systeem betrappen op het construeren van deze dingen. Je kunt het visuele systeem bijvoorbeeld misleiden om dingen te creëren die er niet zijn.

Het is dus niet zo dat het ziet wat er is; je geeft het visuele inputs en omdat we het systeem vrij goed kennen, kunnen we het op tal van verschillende manieren bedriegen en voorspelbaar hallucinaties maken van dingen die er niet zijn.

Het visuele systeem fabriceert of hallucineert letterlijk on-the-fly binnen twee of drie milliseconden. De meeste tijd willen we het woord “hallucinatie” niet gebruiken omdat de constructies zeer nuttig zijn om adaptief gedrag te leiden, maar het blijft constructie.

Ons begrip van wat perceptie is

Deze constructie verandert ons begrip van wat perceptie is. Het gaat niet alleen om het maken van een foto, maar echt om het bouwen van een model van de wereld dat we kunnen gebruiken om adaptief gedrag te leiden. Onze waarnemingen van kleur, vorm, diepte en beweging zijn er gedeeltelijk om ons te helpen bij het herkennen van objecten en gedeeltelijk om ons te helpen bij het manipuleren van die objecten en ons er doorheen te bewegen zonder van een klif af te vallen.

Er zijn eigenlijk twee verschillende visuele systemen: het ventrale en het dorsale visuele systeem. Het ventrale systeem wordt soms het “wat”-systeem genoemd omdat het je vertelt wat er daarbuiten is en wat de objecten zijn, hun kleuren en eigenschappen, voornamelijk voor herkenningsdoeleinden.

Het andere systeem, het dorsale systeem, wordt soms het “hoe”-systeem genoemd en het is een andere representatie van dezelfde wereld, maar dan bedoeld om deze te manipuleren, er omheen te lopen en er niet van af te vallen, dus hoe je met de wereld omgaat in plaats van hem te herkennen.

Je kunt een beperking hebben in het ene en niet in het andere. Er zijn opmerkelijke neurologische problemen waarbij als je schade hebt aan bepaalde delen van het ventrale systeem, je blind kunt zijn en geen bewuste of aangetaste ervaringen van de visuele wereld hebt, maar je kunt wat “blindsight” wordt genoemd hebben.

“Ik houd een boek voor je vast, kun je het pakken?”

Dit betekent dat iemand blind kan zijn en geleid moet worden, en ze zijn letterlijk hulpeloos en kunnen niet zelfstandig leven. Maar als je een boek voor hen vasthoudt en zegt: “Ik houd een boek voor je vast, kun je het pakken?”, zal de persoon zeggen: “Ik weet niet waar het boek is en ik kan het niet zien”. Maar als je hen vraagt om gewoon te ontspannen en te proberen, zal de hand zich richten op de juiste locatie in de ruimte en zal deze zich in de juiste hoek oriënteren om het boek te pakken.

Dit wordt Blindside genoemd. Het lijkt erop dat het dorsale systeem, als het intact is bij deze patiënten, nog steeds kan functioneren om visueel geleide gedragingen van de handen en dergelijke te begeleiden, maar de persoon heeft geen bewuste ervaringen.

Variatie in kleurwaarneming

Een gemakkelijker vraag is of er natuurlijke variaties zijn in onze kleurwaarnemingen onder gewone mensen. Het antwoord hierop is ja. Bijvoorbeeld, sommige mensen kunnen kleurenblind zijn en weten dit niet eens tot ze 20 jaar oud zijn en een psychologie klas volgen. Er zijn normale variaties onder de meesten van ons.

Bij normale mannen zijn er bijvoorbeeld twee allelen van het rode kegelvormige pigment, en beide populaties hebben ongeveer een derde van de mannen (LibidoTest voor mannen) met de ene versie en ongeveer twee derde met de andere versie. Wanneer je ze in het laboratorium test, zijn hun kleurmatchen in het rood-gele uiteinde van het spectrum anders. Hun DNA verschilt dus slechts één letter, maar hun bewuste kleurervaringen zijn anders.

Spectrum-inversie

Een moeilijkere vraag gaat over spectrum-inversie. Bijvoorbeeld, als ik een bordeauxrood shirt draag en jij een blauw shirt draagt, zeg ik dat dit bordeauxrood is en jij zegt dat het blauw is. We zijn het er allebei over eens dat het bordeauxrood is en dat het blauw is, maar wat ik als blauw zie, zie jij als bordeauxrood en wat ik voel als innerlijke sensatie, voel jij anders.

Dit heet spectrum-inversie en het is een zeer diepe filosofische vraag die te maken heeft met reductief functionalisme. Reductief functionalisme stelt dat je mentale toestanden identiek zijn aan functionele toestanden van je brein. Als je een reductief functionalist bent, moet je zeggen dat als twee mensen functioneel identiek zijn, hun kleurervaringen identiek moeten zijn en een inversie onmogelijk is.

Echter, ik heb deze vraag enkele jaren geleden geformuleerd als een wiskundige vraag en het blijkt dat spectrum-inversie mogelijk is bij functioneel identieke mensen. Dit betekent dat reductief functionalisme vals is en dat er iets bijzonders is aan het bewustzijn.

Men kan echter een stap terug doen en zeggen dat er een niet-reductieve benadering van functionalisme is die hier zou werken.

Conclusie

Tot slot is het visuele systeem een ongelooflijk complex en fascinerend deel van de hersenen dat onze waarneming van de werkelijkheid in real-time construeert. Het gaat er niet alleen om via onze ogen informatie op te nemen en die ter verwerking naar onze hersenen te sturen, maar actief een model van de wereld te creëren dat ons aanpassingsgedrag stuurt.

Er zijn twee belangrijke visuele systemen in de hersenen: de ventrale en dorsale systemen, die samenwerken om gedrag te sturen op basis van onze waarnemingen van de wereld. De studie van het visuele systeem kan ons een dieper inzicht geven in hoe het bewustzijn en de hersenen samenwerken om onze ervaringen van de wereld te creëren.

Bron: YouTube video