Законы гештальта усиливают представление фигур по сравнению с фоном в зрительной коре и влияют на восприятие контраста

Почему некоторые формы выделяются из толпы

Когда вы смотрите на загруженную сцену, некоторые формы мгновенно воспринимаются как «предметы», тогда как другие уходят на фон. Изогнутая ручка кружки, замкнутый контур лица или симметричный листок ощущаются как объекты на более бесформенном фоне. В этом исследовании рассматривается, как простые подсказки формы — так называемые гештальт-кузы — меняют как наше восприятие, так и реакцию ранних зрительных областей мозга у людей и обезьян.

Задача мозга: отделить объекты от шума

Зрительная система сначала разбивает изображение на множество мелких фрагментов: ранние области мозга реагируют только на локальные края и текстуры. Чтобы понять окружающий мир, мозгу нужно решить, какие фрагменты принадлежат одному объекту, а какие формируют фон. Классическая гештальт-психология описывает простые правила, смещающие это решение в ту или иную сторону: области, которые малы, замкнуты, выпуклы (выпирают наружу) или симметричны, с большей вероятностью будут восприняты как фигуры, а не как фон. Авторы сосредоточились на трёх таких сигналах — замкнутости, выпуклости и симметрии — чтобы проверить, как они влияют на восприятие и нейронную активность, когда фигура и фон одинакового размера и не релевантны для выполняемой задачи.

Как проверяли, какие области кажутся «вещами»

Исследователи создали полосатые текстуры, состоящие из шести соседних областей, заполненных наклонными линиями. Некоторые области были спроектированы так, чтобы следовать гештальт-кузу: замкнутые против открытых, выпуклые против вогнутых, симметричные против нессиметричных, либо все три сигнала вместе. Испытуемые-фьюнэ были зафиксированы на точке и сообщали, выглядит ли область непосредственно под ней как фигура или как часть фона. Выпуклые и замкнутые области значительно чаще оценивались как фигуры, чаще, чем ожидалось случайно, особенно когда сигналы сочетались. Симметрия же при этих условиях лишь слабо смещала оценки, что указывает на относительно слабый вклад этого признака в данной конфигурации отображения.

Когда фигуры кажутся более контрастными

Чтобы не полагаться напрямую на вопросы «фигура или фон», которые могут направлять внимание в определённые области, команда использовала оценку контраста в качестве косвенного метода. Участники сравнивали, какой из двух слабых полосатых фрагментов (элементы Габора) выглядел более контрастным. Один элемент размещался на неоднозначной полосе фона; другой — на полосе, содержащей фигуры, определённые гештальт-кузами. В среднем элементы Габора, расположенные на выпуклых областях или на областях, определённых всеми сигналами вместе, выглядели слегка более контрастными, чем те, что на фоновых областях, хотя их физический контраст был одинаковым. Похожие тесты на макаках показали ту же общую картину для одной животного, тогда как другая обезьяна демонстрировала обратный сдвиг. Такая межиндивидуальная вариативность намекнула, что небольшие различия в том, как мозг усиливает фигуральные области, могут менять направленность воспринимаемого преимущества в контрасте.

Как ранние зрительные области отдают приоритет фигурам над фоном

Далее авторы регистрировали нейронную активность в двух зрительных областях у обезьян: V1, на первом корковом этапе обработки зрения, и V4, области среднего уровня, важной для формы. Они предъявляли те же полосатые полосы, пока животные выполняли задачу на контраст, которая не требовала оценки «фигура или фон». Несмотря на то, что локальные узоры линий внутри каждой области были одинаковы для фигуры и фона, нейроны как в V1, так и в V4 активировались сильнее, когда их рецептивные поля попадали на области, определённые как фигуры по выпуклости или замкнутости, особенно если сигналы сочетались. Этот эффект, называемый модуляцией фигура–фон, последовательно был сильнее в V4, чем в V1. Для областей, определённых симметрией, нейронные различия были малы, отражая слабый перцептивный эффект.

Связь между нейронными усилениями и тем, что мы видим

Команда также проанализировала, как ответы на сам пробный стимул контраста менялись в зависимости от того, появлялся ли он на фигуре или на фоне. В V4 активность, вызванная пробой, по сути накладывалась сверху на текущую модуляцию фигура–фон. У обезьяны, которая воспринимала элементы Габора на фигурах как более контрастные, нейронные ответы на пробы на фигурах были больше; у обезьяны с противоположной перцептуальной предвзятостью ответы на фигурах были меньше. Подгоняя стандартные кривые отклика по контрасту, исследователи могли предсказать эти сдвиги в воспринимаемом контрасте, опираясь только на нейронные данные, что указывает на то, что умеренные, зависящие от контекста изменения в частоте разрядов достаточно, чтобы склонить сознательное восприятие.

Что это значит для повседневного зрения

Эти результаты поддерживают идею о том, что более высокие зрительные области, такие как V4, обнаруживают объектоподобные формы с помощью гештальт-кузов, таких как выпуклость и замкнутость, а затем посылают обратную связь в более ранние области вроде V1, чтобы уточнить границы фигур и фона. Даже когда вы не пытаетесь явно судить, что есть фигура, а что фон, эта обратная связь тихо усиливает нейронные ответы на фигуральные области и может сделать их визуально немного более контрастными. По сути, встроенные в мозг правила того, что «выглядит как объект», не только помогают сгруппировать части изображения; они буквально изменяют силу сигналов, доходящих до сознания.

Цитирование: van Ham, A.F., Jeurissen, D., Self, M.W. et al. Gestalt laws enhance the representation of figures over backgrounds in the visual cortex and influence contrast perception. Sci Rep 16, 11685 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45730-8

Ключевые слова: гештальтное восприятие, фигура-предмет, зрительная кора, восприятие контраста, нейронная обратная связь