Человек видит прошлое. Настоящее он домысливает
Принято считать, что в человеческом организме пять органов чувств – зрение, слух, обоняние, вкус и осязание. Дополним этот перечень некоторыми другими чувствами, используете которые вы ежедневно:
Высказывание, вынесенное в заголовок — цитата мастера рукопашного боя, у которого обучался автор. Оно подразумевает заведомо замедленную реакцию обеих соперников в бою и необходимость включения периферийного зрения как менее затормаживающего.
Термоцепция — чувство тепла (или его отсутствия) на нашей коже.
Эквибриоцепция — чувство равновесия, которое определяется содержащими жидкость полостями (полукружными канальцами) в нашем внутреннем ухе.
Ноцицепция — восприятие боли кожей, суставами и органами тела. Странно, но сюда не относится мозг, в котором вообще нет чувствительных к боли рецепторов.
Проприоцепция — или «осознание тела». Это понимание того, где находятся части нашего тела, даже мы не чувствуем и не видим их. Попробуйте закрыть глаза и покачать ногой в воздухе. Вы все равно будете знать, где находится ваша ступня по отношению к остальным частям тела (*10).
Главенствующим чувством, несомненно, является зрение. Например, сетчатка человеческого глаза имеет приблизительно 7-8 миллионов колбочек, отвечающих за цветное зрение, и около 120 миллионов палочек (черно-белое зрение). Не совсем будет корректно приравнивать колбочку/палочку к пикселю, но, по грубым оценкам, их количество приблизительно соответствует 250 мегапикселям для панорамы с обоих глаз. После возбуждения светочувствительных клеток сетчатки, сигнал нужно передать в наш биологический процессор. Эту функцию с успехом выполняет зрительный нерв. Узким местом, в которое упирается максимальная частота «кадров», передаваемая органом зрения, является — латентность нервных синапсов (участок связи между нейронами, где импульс передается путем выброса и захвата химических веществ). По разным оценкам это примерно 100-150 Гц, что является пределом скорости передачи изображения в зрительную кору головного мозга. Количество нервных волокон в зрительном нерве составляет примерно 1 200 000. Если принять, что одно волокно за такт может передать 1 бит информации, то суммарная пропускная способность зрительного нерва примерно равна 1.2*106*150 бит=180 мегабит/сек. Солидный поток. Нашему мозгу приходится обрабатывать суммарный поток в 360 мегабит/с только от зрительного анализатора. А ведь есть еще слух, обоняние, осязание, температурные и болевые рецепторы, чувство равновесия, проприоцептивное чувство (ощущение собственного тела в пространстве). Вся эта нагрузка, не считая кучи других функций, укладывается всего лишь в 25 Вт TDP.
Здесь, кстати, кроется ряд вопросов, лежащих в поле биоинформатики. Например, не совсем понятно, как ≈125*106 клеток-рецепторов могут передавать информацию в ≈1.2*106 проводящих нейронов. То есть еще до передачи в мозг происходит некая фильтрация и предобработка зрительной информации. Кстати, отсюда следует, что за «такт» сетчатка не в состоянии передать более 1.2 мегапикселя. Другое дело, что в результате обработки серии таких «снимков» в мозгу формируется куда более отчетливая картина происходящего.
Еще одним интересным свойством человеческого зрения является тот факт, что мы всегда видим прошлое. Задержка в проведении нервного импульса до центров обработки составляет по разным оценкам примерно 150-180 мс. Именно поэтому, кстати, в профессиональном спорте считается преждевременным стартом рывок спортсмена в промежуток от 0 до 100 мс. Считается, что человек не мог из-за физиологических ограничений успеть отреагировать так быстро. Надо сказать, что эти величины могут меняться в определенных пределах в зависимости от стресса, психоэмоционального состояния, уровня нейромедиаторов, но в целом картина достаточно стабильна.(*3)
Блок материалов о человеческом зрении. Материалы взяты с сайта habrahabr.ru, где в свою очередь, дается ссылка на следующие источники:
-heck-aitomix.livejournal.com/67763.html с потрясающими снимками щелевой офтальмоскопии
— удивительные фотографии радужки от Сурена Манвеляна
— учебники по нормальной физиологии человека, офтальмологии
