Czerwony, niebieski, żółty – oto jak mózg kategoryzuje kolory

wpis w: Homo sapiens, Wszystkie | 0

Ludzkie oko potrafi postrzegać miliony odcieni kolorów, ale mózg jest w stanie kodować tylko ograniczoną ich ilość. Badanie z wykorzystaniem funkcjonalnego rezonansu magnetycznego zidentyfikowało po raz pierwszy określony obszar płatów czołowych mózgu, który odpowiada za kategoryzację kolorów. Zdolność rozróżniania od siebie dwóch odcieni posiadałyby natomiast inne obszary mózgu, w tym kora wzrokowa.

Nasz mózg kategoryzuje podstawowe kolory w specyficznej okolicy płatów czołowych mózgu, zwanej zakrętem czołowym przyśrodkowym. Taki wniosek płynie z nowego badania opublikowanego na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences, autorstwa Chris’a M. Bird’a z Uniwersytetu w Sussex w Wielkiej Brytanii. Inne obszary mózgu, m.in. kora wzrokowa, byłyby natomiast odpowiedzialne za wychwycenie różnic chromatycznych między jednym odcieniem koloru, a drugim.

Na pewno niejednemu z nas zdarzyło się znaleźć w trudnej sytuacji, wybierając kolor ze wzornika na pokrycie ścian mieszkania czy obicia kanapy. Możliwych odcieni jest od groma i często nie jest łatwo rozróżnić jeden od drugiego. Niemniej, co ciekawe, nie stanowi dla nas żadnego problemu ustalenie, które z nich, naszym zdaniem, należą do palety czerwieni, żółci, błękitów, itd.

To proste doświadczenie z życia wzięte ilustruje istotne zjawisko: choć barwom na poziomie fizycznym odpowiadają różne długości fal widma światła widzialnego, przechodzące stopniowo z czerwonego w fioletowy w sposób ciągły i nieprzerwany, nasz umysł jest w stanie przyswoić, mając do dyspozycji ograniczoną ilość kategorii, pewien zestaw kolorów.

Wielu kognitywistów, próbując zrozumieć naturę i pochodzenie tych kategorii barw, wywołało debatę między naukowcami, którzy uważają, że kategorie te mają podłoże biologiczne i tymi, którzy twierdzą, że są one strukturami językowymi konwencjonalnymi, przetworzonymi kulturowo.

Okazję do rozstrzygnięcia debaty stworzyły techniki obrazowania mózgu, które są w stanie zidentyfikować obszary mózgu aktywujące się, gdy uczestnik badania jest zaangażowany w wykonanie jakiegoś zadania.

Jeśli kategorie kolorów byłyby tylko reprezentacjami językowymi, aktywowałaby się tylna skroniowo-ciemieniowa okolica mózgu, której funkcją jest przetwarzanie języka. Jeśli natomiast byłyby to reprezentacje zmysłowe lub percepcyjne, zaangażowana by była kora wzrokowa, a w przypadku reprezentacji innych zdolności, na przykład poznawczych, zaobserwowalibyśmy aktywację innych obszarów w płatach czołowych. Możliwe jest również, że reprezentacje kolorów są kategoryzowane w wyniku interakcji różnych zdolności, co powodowałoby aktywację różnych okolic mózgu.

W przedmiotowym, nie tak dawno przeprowadzonym, badaniu Bird i jego koledzy zanalizowali za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego schematy aktywacji różnych obszarów mózgu kilku ochotników zaangażowanych w serię testów, w których należało ocenić podobieństwo lub zidentyfikować niektóre kolory wyświetlane na monitorze komputera. Hipoteza stanowiąca podstawę badania była taka, że neurony odpowiedzialne za kategoryzację kolorów aktywowałyby się tylko wtedy, gdy uczestnik badania spostrzegłby dwa bardzo różniące się od siebie kolory, np. niebieski i zielony, natomiast nie byłoby żadnej reakcji na poziomie neuronalnym w przypadku percepcji dwóch odcieni tego samego koloru.

W wyniku analizy zebranych danych badacze wywnioskowali, że kategoryzacja kolorów jest związana z aktywacją zakrętu czołowego przyśrodkowego i w mniejszym stopniu móżdżku. Właśnie w tych obszarach odnotowano większą aktywację neuronów w odpowiedzi na percepcję kolorów należących do odmiennych kategorii, niż w przypadku kolorów z tej samej kategorii. Te same okolice mózgu są zaangażowane w kategoryzację również innego rodzaju informacji, np. dźwięków. Oznacza to, że kategoryzacja nie zależy od reprezentacji językowych, ani wizualnych, ale od procesów poznawczych, a w szczególności od rodzaju uwagi dowolnej (z ang. top-down attention), która odznacza się m.in. selektywnością i która jest uruchamiana przez nasz organizm w przypadku wszystkich bodźców zmysłowych wybranych wolicjonalnie przez umysł.

Istotną informacją płynącą z badania jest ta, że aktywacja neuronów wyżej wymienionych obszarów mózgu nie jest związana z różnicą chromatyczną pomiędzy dwoma postrzeganymi kolorami. Z jednej strony fakt ten świadczy o tym, że wspomniane obszary są odpowiedzialne tylko za reprezentowanie kolorów zgodnie z kategoriami, tzn. nie opierają się na „metryce” różnicy chromatycznej dwóch kolorów, a z drugiej strony, że kora wzrokowa odpowiada wyłącznie za różnice w barwie, a nie za kategorie.

Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences