Forfattere
Du tænker sikkert hele tiden på, hvad du ser. Men er du nogensinde stoppet op for at tænke på, hvordan du ser? For at kunne se objekter i omgivelserne har hjernen først brug for information fra øjnene. Når disse oplysninger er tilgængelige, kan hjernen bruge dem til at skabe et mentalt billede af verden. For det meste føler vi, at vi ser detaljerne i vores omgivelser meget tydeligt, og vores visuelle oplevelse ser ud til at være jævn og kontinuerlig. Men fordi vi har et så jævnt og klart billede af verden, kan det være let at overse, hvor meget hårdt arbejde vores øjne og hjerne skal udføre for at skabe denne oplevelse. Faktisk bevæger vores øjne sig konstant for at forsyne hjernen med nye oplysninger om verden omkring os. Men hvorfor er det nødvendigt? I denne artikel vil vi undersøge, hvordan og hvorfor vores øjne bevæger sig, og hvordan hjernen skaber en visuel oplevelse ud fra alle de små øjebliksbilleder af verden, der kommer ind gennem øjnene.
En overraskende kendsgerning ved det menneskelige syn er, at selv om verden ser ensartet klar ud for os, er klarheden af den visuelle information, vi indsamler, ikke den samme i alle dele af øjet. Du kan selv observere dette. Først skal du stirre på den lilla cirkel i figur 1. Det er let at læse både bogstaverne og tallene omkring cirklen uden at bevæge øjnene. Kig nu på den blå firkant. Du kan se den lilla cirkel i hjørnet af dit synsfelt, men du kan sandsynligvis ikke længere læse tallene og bogstaverne omkring den. De slørede dele af dit syn, hvor du kun kan samle begrænset information, kaldes periferi, (per-IF-er-ee). Det klareste sted i midten af dit synsfelt kaldes fovea (FO-vee-uh). Fovea er placeret i midten af et vigtigt indre lag i øjnene, som kaldes nethinden. En af grundene til, at nethinden er så vigtig for synet, er, at den består af særlige celler, der kaldes fotoreceptorer.
Når lyset kommer ind i øjnene, passerer det først gennem hornhinden, som er den klare kuppel på forsiden af øjnene (se figur 2). Lyset kommer derefter ind i pupillen – den mørke åbning i midten af øjet – og bevæger sig ind i linsen, en del af øjet, der hjælper med at fokusere lyset korrekt. Til sidst passerer lyset gennem den vigtigste del af det indre øje, som kaldes glaslegemet. Dette kammer er fyldt med en gellignende substans, der kaldes glaslegeme. Lys, der passerer gennem glaslegemet, fokuseres på nethinden som et klart billede. Fotoreceptorerne på nethinden omdanner lyset til neurale beskeder, som hjernen forstår.
Fotoreceptorer findes i to varianter. Stave er fotoreceptorer, der er følsomme over for lave lysniveauer, og som giver os mulighed for at se vores omgivelser, selv når de er relativt mørke. Tappe er fotoreceptorer, der bærer information om farver og understøtter et meget klart syn i stærkt oplyste omgivelser. Fovea er et lille område i midten af nethinden, hvor der er mange tappe pakket tæt sammen. Områderne længere væk fra fovea har færre tappe. Den måde, tappe er arrangeret på i fovea, forklarer, hvorfor midten af vores syn er det klareste. Men der er et problem med dette arrangement! Fordi fovea er meget lille, kan den kun sende hjernen information om et begrænset område af verden. Problemet er, at vores opmærksomhed ofte bliver fanget af noget i periferien, og fovea kan ikke fokusere på mere end ét område ad gangen.
For at kompensere for foveas begrænsede størrelse laver vi mange hurtige øjenbevægelser kaldet saccader [1]. Sakkader (suh-KODS) er korte, rykvise bevægelser med begge øjne, som ændrer blikkets retning fra et sted til et andet. Blikket er en kombination af, hvor dine øjne peger hen, og hvordan dit hoved er placeret. Når du omdirigerer dit blik, kan din fovea fokusere på et nyt sted og give hjernen klare oplysninger om, hvad der er i det visuelle miljø. Når du f.eks. kigger på denne side, falder det ord, du læser i øjeblikket (og nogle få omkring det), i det klare område, som fovea giver. For at kunne læse videre i artiklen er dine øjne nødt til at foretage små saccader for at bringe nye områder (ord) i fokus. Fordi du hele tiden er nødt til at flytte placeringen af dine foveae for klart at se, hvad du vil se på, er dine øjne nødt til at foretage omkring tre saccader i sekundet. Det betyder, at dine øjne bevæger sig oftere, end dit hjerte slår!
Selvom du kan lave hundredtusindvis af saccader på en dag, er saccader ikke den eneste form for adfærd, øjnene udfører. Mellem hver saccade er der en kort hvileperiode, som kaldes en fixation. Fikseringer giver dine øjne en chance for at fokusere på det, du ser på, så du kan se klart. Under en fiksering sender øjnene information til hjernen om de fine detaljer i omgivelserne. Lidt efter lidt kan hjernen bruge disse oplysninger til at sammensætte et fuldt billede af, hvad der er i verden omkring dig. Hvis du selv vil observere fikseringer og saccader, kan du prøve følgende aktivitet: Find en makker, og stil dig foran et spejl. Se først på dit eget spejlbillede. Når dine øjne er i ro, kan du se dit eget ansigt. Flyt nu øjnene rundt til forskellige dele af dit ansigt. Du kan ikke se dine egne øjne bevæge sig! Men hvis du kigger på din partners spejlbillede, mens han/hun bevæger øjnene, vil du kunne se, at din vens øjne laver mange hurtige og rykvise saccader.
Hvis dine øjne konstant laver hurtige bevægelser, hvorfor lægger du så ikke mærke til, at det sker? Burde verden ikke se sløret ud under saccader? Selv om dine øjne hele tiden laver korte, hurtige bevægelser, konstruerer din hjerne en jævn og stabil repræsentation af omgivelserne. Når dine øjne bevæger sig, genkender du ikke bevidst den visuelle information, der kommer ind i hjernen. Det giver dig mulighed for at se verden klart og stabilt, men det betyder ikke, at der ikke er nogen information til stede. Selv om denne proces endnu ikke er helt forstået, mener forskerne, at de visuelle informationer, der indsamles under saccader, er til stede i hjernen i et område, der kaldes hjernebarken. Hjernebarken kan lagre information indsamlet under saccader, men det er ikke det eneste område i hjernen, der er involveret i øjenbevægelser.
Sakkader og fikseringer arbejder sammen om at forsyne hjernen med de oplysninger, den har brug for til at skabe et mentalt billede af verden, men hjernen er involveret i at kontrollere, hvor øjnene skal bevæge sig hen næste gang. Hjernen skal fortælle øjnene, hvor langt og i hvilken retning de skal bevæge sig. Når noget tiltrækker din opmærksomhed, og du retter dine foveae mod det, er der to hjernestrukturer, som er vigtige for at fortælle øjnene, hvornår og hvordan de skal bevæge sig: colliculus superior og de frontale øjenfelter.
Den del af hjernen, der hedder superior colliculus, modtager information fra dine øjne, ører og andre sanser og bruger denne information til at bevæge dine øjne i retning af ting, der fanger din opmærksomhed [2]. Hvis du f.eks. er i skole og hører brandalarmen gå i gang i hjørnet af lokalet, vil dine øjne sandsynligvis bevæge sig i retning af den lyd, uden at du overhovedet tænker over det. Colliculus superior fortæller dine øjne, hvornår og hvor de skal bevæge sig, men den hjælper også med at styre, hvordan du drejer dit hoved og dine skuldre. Det er vigtigt, for nogle gange er det, du gerne vil se på, uden for dine øjenbevægelsers rækkevidde. Hvis en lyd f.eks. fanger din opmærksomhed bagfra, er du nødt til at bevæge mere af din krop end blot dine øjne for at kunne se, hvad der forårsager lyden.
Et andet område i hjernen, kaldet de frontale øjenfelter, er vigtigt for at hjælpe dig med at bevæge dine øjne mod et område, som du bevidst vælger at se på [3]. Denne del af hjernen laver en plan for øjnene, så de ved, hvordan og hvor de skal bevæge sig, baseret på dine mål og de visuelle træk ved objekter i dine omgivelser. Et visuelt træk er noget, der beskriver et objekt, f.eks. form, størrelse eller farve. Du kan tænke på de frontale øjenfelter som en korttegner. Dette område af hjernen kortlægger de visuelle træk i dine omgivelser, og hvor vigtige eller bemærkelsesværdige de er. Hvis du leder efter et rundt ur, markerer de frontale øjenfelter runde former som vigtige. Det kan også markere et område som vigtigt, hvis det er meget opsigtsvækkende, som f.eks. et lyserødt kaffekrus på et kedeligt, brunt bord. Det område på kortet, som anses for at være vigtigst, er det næste sted, dine øjne vil bevæge sig hen. Nu hvor du ved lidt om, hvordan øjenbevægelser fungerer, så lad os se på, hvordan og hvorfor forskere studerer øjenbevægelser.
Eye tracking er en type teknologi, der gør det muligt for en computer at beregne, hvor dine øjne peger hen. På den måde kan forskerne måle de saccader og fikseringer, som dine øjne foretager. Der findes flere forskellige typer eyetrackere. Nogle eyetrackere kræver, at du sidder foran en computerskærm med hovedet i en hagestøtte (se figur 3A), mens andre kan fastgøres til brillestel eller briller, så du kan gå rundt. Eyetrackere bruger typisk en lille enhed, der sender infrarødt lys (en type lys, der ikke kan ses af mennesker) mod dit øje. Det infrarøde lys skaber en lille refleksion på hornhinden. Et kamera placeret foran øjet kan registrere denne hornhinde-refleksion og bruge den til at måle øjenbevægelser.
Øjenbevægelser er interessante for forskere, fordi der er en stærk sammenhæng mellem, hvad en person ser på, og hvad vedkommende tænker [4]. Når du kigger på et objekt i dine omgivelser, er din opmærksomhed som regel også rettet mod det objekt. Lad os for eksempel sige, at du kigger ud af vinduet, fordi du hører en fugl synge, og du gerne vil se, hvordan den ser ud. Din opmærksomhed er fokuseret på fuglen, og du tænker sikkert også på, hvor behagelig fuglens sang er, eller at dens fjer har en flot blå farve. Selvom blik og opmærksomhed ikke altid er forbundet på denne måde, er det generelt accepteret, at du er opmærksom på de objekter, du kigger på.
På grund af det tætte forhold mellem øjenbevægelser og opmærksomhed bruger folk, der vil studere, hvordan opmærksomhed fungerer, ofte eyetracking. En butiksejer, der gerne vil vide, hvor han skal placere sine varer, kan f.eks. bruge eyetracking til at finde ud af, hvilke områder folk oftest kigger på, når de handler. En anden anvendelse af eyetracking er at undersøge, hvordan folk leder efter specifikke objekter i deres omgivelser – dette forskningsområde kaldes visuel søgning. I eksperimenter med visuel søgning får deltagerne et mål (et specifikt billede), som de skal lede efter blandt andre distraherende billeder. Hvis du nogensinde har spillet Hvor er Waldo, ledt efter et forsvundet stykke legetøj på dit værelse eller hjulpet dine forældre med at finde deres nøgler, har du udført visuel søgning. Ved at bruge eyetrackere til at studere visuel søgning kan forskere undersøge, hvordan folk vælger, hvad de skal være opmærksomme på, når de leder efter et mål (se figur 3B).
Studiet af øjenbevægelser har ikke kun lært forskerne om, hvordan øjnene og hjernen arbejder sammen for at se verden, men har også bragt os tættere på at forstå, hvordan mentale aktiviteter som opmærksomhed fungerer. Øjnene (og de bevægelser, de laver) hjælper mennesker med at indsamle de visuelle oplysninger, de har brug for til at forstå omgivelserne. Hver gang vi bevæger øjnene, forsyner vi vores hjerner med vigtige nye oplysninger om ting i verden; kort sagt får vi et nyt “øjebliksbillede” af, hvad der foregår i hvert område af rummet omkring os. Oplysninger som former, farver, teksturer og kanter på objekter. Hjernen bruger disse oplysninger til at hjælpe os med at forstå verden omkring os. For eksempel at den bløde orange tekstur foran os tilhører en kat, som vi skal undgå at træde på, og at den skarpe kant, vi ser, er et bordhjørne, som vi skal undgå at støde ind i. Ved at studere øjenbevægelser kan vi se, at selv de mindste og mest simple bevægelser kan have stor indflydelse på vores liv.
Periferien: Det område af nethinden, der ligger uden for fovea. Der er færre tappe i dette område sammenlignet med fovea, så synet er mere sløret her.
Fovea: Det lille område i midten af nethinden, der understøtter et meget klart syn på grund af det store antal tappe i dette område.
Sakkade: En kort, rykvis bevægelse foretaget af begge øjne, der flytter blikket fra et sted til et andet.
Blikket: Kombinationen af, hvor øjnene peger hen, og hvor hovedet er placeret i rummet.
Fiksering: Tidsrummet mellem sakkader, når øjnene er i hvile.
[1] Yarbus, A. L. 1967. “Saccadic eye movements,” Eye Movements and Vision (Boston, MA: Springer). s. 129-46.
[2] Klier, E. M., Wang, H., og Crawford, J. D. 2001. Colliculus superior koder blikkommandoer i nethindekoordinater. Nat. Neurosci. 4:627. doi: 10.1038/88450
[3] Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., Katz, L. C., LaMantia, A. S., McNamara, J. O., et al. 2001. Neuroscience. 2nd Edn. Neural kontrol af sakkadiske øjenbevægelser. Sunderland, MA: Sinauer Associates. Tilgængelig online på: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10992/
[4] Just, M. A., og Carpenter, P. A. 1980. En teori om læsning: fra øjenfiksering til forståelse. Psychol. Rev. 87:329.
Mennesker har lavet musik i titusinder af år. Men hvad sker der i din hjerne, når du lytter til dit yndlingsband eller din yndlingsmusiker? I denne artikel følger du lydens rejse fra ørerne til hjernen, hvor forskellige områder arbejder sammen, mens du lytter til musik. Musik involverer mange hjernefunktioner, såsom lydbehandling, hukommelse, følelser og bevægelse. Du vil også opdage, at hjernen kan lære at genkende velkendte mønstre i musik, hvilket kan hjælpe med at forklare, hvorfor musik kan gøre os glade, triste eller endda ophidsede. Til sidst vil du udforske, hvad der sker i musikeres hjerner, når de spiller på deres instrumenter.
…
Kunstig intelligens (AI) systemer bliver ofte rost for deres imponerende præstationer inden for en lang række opgaver. Men mange af disse succeser skjuler et fælles problem: AI tager ofte genveje. I stedet for virkelig at lære, hvordan man udfører en opgave, bemærker den måske bare enkle mønstre i de eksempler, den har fået. For eksempel kan en AI, der er trænet til at genkende dyr på fotos, stole på baggrunden i stedet for selve dyret. Nogle gange kan disse genveje føre til alvorlige fejl, såsom en diagnose fr , der er baseret på hospitalsmærker i stedet for patientdata. Disse fejl opstår selv i avancerede systemer, der er trænet på millioner af eksempler. At forstå, hvordan og hvorfor AI tager genveje, kan hjælpe forskere med at designe bedre træningsmetoder og undgå skjulte fejl. For at gøre AI mere sikker og pålidelig skal vi hjælpe den med at udvikle en reel forståelse af opgaven – ikke bare gætte ud fra mønstre, der har fungeret tidligere.
…
Er du nogensinde faldet og slået hovedet, mens du legede? Følte du dig lidt svimmel og havde ondt i hovedet? Hvis ja, kan du have fået en hjernerystelse! Hjernerystelser kan ske hvor som helst. De kan ske under sport, når du leger med dine venner eller endda når du cykler med dine forældre. Det kan være svært at vide, om du har fået en hjernerystelse. Mange børn og forældre er ikke sikre på, hvad de skal gøre, hvis nogen får en hjernerystelse. Læger og forskere ved, at det hjælper dig med at komme dig hurtigere, hvis du gør det rigtige efter en hjernerystelse. Denne artikel forklarer, hvad en hjernerystelse er. Den hjælper dig med at se, om du eller en ven har fået en hjernerystelse, og fortæller dig, hvad du skal gøre, hvis du nogensinde får en hjernerystelse.
…
Hjertet er en meget vigtig muskel, der arbejder uafbrudt for at pumpe blod og levere vigtige næringsstoffer og ilt til alle dele af kroppen. Denne artikel ser på, hvordan hjertet fungerer normalt, og hvad der sker, når det fungerer unormalt, som det er tilfældet med en tilstand kaldet atrieflimren (AF). AF er en almindelig tilstand, der opstår, når hjertet slår uregelmæssigt og ude af takt. AF kan øge en persons risiko for at udvikle alvorlige problemer som hjertesvigt eller slagtilfælde. Denne artikel ser også på, hvordan AF kan diagnosticeres, hvad der forårsager AF, og de forskellige måder, det kan behandles på.
…