Utrechtse neurowetenschappers hebben als eerste de plek in het brein gevonden waar beelden van twee ogen worden samengevoegd tot één geheel.

Volgens de mythe versloeg Odysseus de cycloop Polyphemos. Ondanks de teloorgang van deze eenogige reus leeft zijn ‘zienswijze’ voort binnen de Neurowetenschappen. “We gingen er al geruime tijd vanuit dat we de wereld om ons heen ‘cyclopisch’ waarnemen, maar wij hebben het als eerste gezien in het brein!”, zegt Utrechtse neurowetenschapper Martijn Barendregt.

19 juli 2015

De resultaten van Barendregt en zijn collega-onderzoekers verschijnen in het tijdschrift Current Biology. De onderzoeker vertelt: “We weten nu dat de representatie van de beelden van beide ogen cyclopisch wordt in de visuele cortex van ons brein. Op deze plek worden de beelden samengevoegd tot één geheel”.

Hersenen foppen

Om exact te onderzoeken waar informatie vanuit twee ogen zich tot één beeld samenvoegt, werden proefpersonen in een enorm sterke hersenscanner gelegd: de 7 Tesla MRI scanner van het Universitair Medisch Centrum Utrecht. Het linker- en rechteroog kregen ieder op een eigen scherm een balk te zien, met een schot tussen beide schermen. Zo konden ze niet bij elkaar afkijken.

Het geinige is dat de hersenen op deze manier worden gefopt; ze hebben niet door dat de ogen in werkelijkheid niet naar hetzelfde beeld kijken. Deze truc stelde Barendregt in staat om te meten waar het beeld van ieder oog terecht komt in het brein. Om te toetsen of de beelden uiteindelijk wel of niet worden samengevoegd kregen proefpersonen verschillende beelden voorgeschoteld.

Natuurlijk en plat beeld

Als eerste kreeg ieder oog een balk te zien waarbij de positie van de balk in het linkeroog iets horizontaal verschoven was ten opzichte van de positie van de balk in het rechteroog. Dit wekt de illusie dat je naar een balk in 3D kijkt. Zo werd nagebootst hoe wij van nature waarnemen en van twee van elkaar verschillende beelden één cyclopisch geheel vormen.

Barendregt: “Precies hetzelfde wordt gedaan bij 3D-films in de bioscoop. Ze presenteren twee versies van ieder beeld die iets van elkaar verschillen. Met behulp van zo’n 3D-brilletje wordt je brein gefopt en denk je dat er diepte in het beeld zit terwijl dit er eigenlijk niet echt is”.

blabla — Als je in de bioscoop naar een 3D-film gaat zie je zonder speciale 3D-bril alles dubbel. Dankzij de bril worden de twee beelden over elkaar heen gelegd. Dit doet het cyclopisch oog in je brein de hele dag door wanneer het informatie binnenkrijgt van je ogen.
www.tweakers.net

Als tweede zagen de proefpersonen een balk die op dezelfde plek op beide schermen werd getoond. Door de identieke positie kan het brein geen diepte zien. Dit komt omdat ogen normaliter nooit hetzelfde beeld registreren aangezien ze ieder vanuit hun eigen hoek ergens naar kijken. Bij deze beelden kan het brein dus alleen 2D-beeld creëren. Dit stelde Barendregt in staat om het effect van diepte op cyclopisch waarnemen te meten en uit te sluiten.

Kunstmatige anti-cycloop

Om vervolgens te meten waar in het brein de beelden worden samengevoegd, toonden Barendregt en zijn collega’s nog een variant op dit beeld. Wederom balken die iets van elkaar verschilden qua positie op het scherm, maar die nooit tegelijk in beeld kwamen. Of het linker oog zag een balk, óf het rechteroog, wat beurtelings werd afgewisseld.

Bij gebrek aan twee beelden van beide ogen op hetzelfde moment is het brein niet in staat om een cyclopisch beeld te vormen. Je kunt dan niets anders dan dubbel zien omdat de twee beelden maar niet samen worden gevoegd. Zo kon worden aangetoond dat het omgekeerde ook waar is: als er geen beeld wordt samengevoegd, wordt het cyclopisch oog niet geactiveerd.

Als balken werden getoond die horizontaal iets van elkaar verschilden en om en om in beeld kwamen, kon het brein de beelden niet samenvoegen.
Martijn Barendregt

Door het verschil te analyseren tussen het effect van kunstmatige, anti-cyclopische beelden en het effect van natuurlijke beelden op de representatie in het brein, konden de onderzoekers precies vaststellen op welke plek in het brein visuele prikkels, vanuit twee ogen, werkelijk cyclopisch worden.

Uitstapje

Eigenlijk is de zoektocht naar het cyclopisch oog een uitstapje. De focus van Barendregt ligt namelijk vooral op het zien van beweging in diepte. Maar zoals vaker gebeurt binnen de wetenschap kwam de ontdekking van het cyclopisch oog uit onverwachte hoek. Hoe deze hersenstructuur 3D-beelden representeert in je brein is één van de vervolgstappen.

Barendregt studeerde Kunstmatige Intelligentie en Neuroscience & Cognition aan de Universiteit Utrecht waar hij op dit moment promotieonderzoek doet op de afdeling Experimental Psychology van het Helmholtz Institute. Hij pendelt regelmatig op en neer tussen Utrecht en Madison, Wisconsin in Amerika waar hij wordt begeleid door Bas Rokers (VS) en Serge Dumoulin (NL).

h2. Bron

Persbericht Universiteit Utrecht ‘Hersenen huisvesten eenogige reus’.

Reageer