Учёные создали иллюзию увеличившегося мира

Нейрофизиологи вызвали у добровольцев ощущение изменения размеров тела, словно у героини сказки Кэрролла, съевшей волшебный пирожок. В ходе эксперимента выяснилось, что эффект от такой перемены не во всём соответствует ожидаемому.

Исследователи из Каролинского института (Karolinska Institutet) в Швеции просили добровольцев лечь и надеть гарнитуру виртуальной реальности. Рядом с испытуемыми помещали манекен, над которым устанавливали пару камер, транслировавших объёмную картинку в глаза человека. Лежащий смотрел вниз и видел ноги муляжа вместо своих.

Эффект подмены закреплялся при помощи пары палочек, которыми экспериментатор синхронно дотрагивался до ноги человека (этого доброволец не мог видеть) и до такой же точки на ноге манекена (это испытуемый наблюдал в своих очках-экранах).

Сочетание зрительного и тактильного обмана критически важно для успеха эксперимента. Внизу показана обстановка глазами подопытного (фото B. van der Hoort et al./ PLoS One).

Психологический обман стал продолжением экспериментов по "выходу из тела" и особенно — эффектному "обмену телами" с манекенами и даже людьми (последние опыты тоже проводились в Каролинском институте).

Напомним, тогда было показано, что наше чувство пребывания внутри собственного тела сильно зависит от неосознанной интерпретации входных сигналов — зрительных и осязательных — и может быть обмануто при помощи технических средств.

На этот раз исследователи для начала подтвердили замечательный эффект – генерацию ощущения манекена как своего тела. Так, если учёный проводил по ноге куклы ножом, испытуемый покрывался потом.

А потом авторы пошли куда дальше. Не объясняя ничего добровольцам, устроители опыта подменяли исходный манекен обычного размера на уменьшенный или увеличенный.

В арсенале команды имелось несколько муляжей и кукол, представлявших фигуры высотой 4 метра, 80 и 30 сантиметров. Человек, наблюдая свои крошечные или гигантские ноги плюс обстановку вокруг, мог бы ощутить себя сжавшимся или растянувшимся, словно Алиса в стране чудес. Но, как рассказали учёные в пресс-релизе института, всё оказалось гораздо любопытнее.

Всего в опыте было задействовано четыре манекена (фото B. van der Hoort et al./ PLoS One).

Добровольцам (а всего их было 198, уточняет Science) казалось, что мир вокруг изменил привычный масштаб.

В зависимости от величины ног манекена комната выглядела крошечной или огромной, а попадавшие в поле зрения камер люди представлялись гигантами или карликами. Так что результат опыта больше соответствовал ощущениям Гулливера, побывавшим сначала в стране лилипутов, а позже на земле великанов.

В таком варианте опыта доброволец не столько чувствовал себя размером с куклу, сколько рассуждал о том, что весь мир вокруг сказочно вырос. Некоторые испытуемые, однако, сообщали о «дизориентации» (фото B. van der Hoort et al./ PLoS One).

Психологический эффект оказался очень сильным. «Хотя мы и знаем, каков размер людей, иллюзия заставила нас воспринимать их как гигантов, это очень странный опыт», — рассказывает Хенрик Эрссон (H. Henrik Ehrsson), один из авторов нового эксперимента, испытавший аттракцион «я — кукла Барби» на себе.

Авторы эксперимента (слева направо): Арвид Гутерстам (Arvid Guterstam), Хенрик Эрссон и Бьорн ван дер Хоорт (фото Staffan Larsson/Henrik Ehrsson).

Другой экспериментатор, Бьорн ван дер Хоорт (Björn van der Hoort), отметил, что иллюзия похожа на странные ощущения, которые возникают, когда вы находите свои игрушки из детства и понимаете, что они намного меньше, чем вы помните.

Описанный выше трюк авторы провернули вовсе не для забавы. Они проверяли, как наш мозг воспринимает размеры и расстояния во внешнем мире.

Считается, что правильному ориентированию способствуют различные визуальные сигналы, такие как размер объекта на сетчатке и его перемещение через поле зрения. Но существует также предположение, что не меньшее значение (а может, и большее) имеет размер нашего тела, служащего чем-то вроде мерной линейки.

Эта гипотеза блестяще подтвердилась. Учёные подвешивали перед камерами кубики разной величины и просили добровольцев оценить их габариты, используя слова или указывая размер жестом.

Выяснилось, что если ноги манекена, которые человек воспринимал как свои, были маленькими, добровольцы завышали размеры кубика, если же ноги были гигантскими, поперечник куба заметно недооценивался (примерно на 40%).

Далее учёные проверили стойкость иллюзии. Пока человек лежал, экспериментаторы указывали ему на какой-то предмет, находящийся в поле зрения (скажем, стул или всё тот же кубик, висящий на нитке) и просили запомнить, как далеко он расположен. Потом заставляли встать и с закрытыми глазами подойти к этому предмету.

Опыт проводит Бьорн ван дер Хоорт. В роли подопытного выступает его коллега Эрссон (фото Staffan Larsson).

Те люди, которые во время опыта наблюдали на экранах в очках ноги маленького манекена, затем проходили излишне большое расстояние до выбранного предмета. Напротив, добровольцы, которым психологи подсовывали длиннющие «ноги Гулливера», впоследствии делали слишком мало шагов, желая вслепую достичь заданной точки.

«Получается, размеры нашего тела влияют на то, как мы воспринимаем мир», — заключают учёные. (Все подробности эксперимента можно найти в статье в PLoS ONE.)

Необычный опыт показал, что вполне возможно создать сильную иллюзию перемещения человека в тело, по размеру существенно отличающееся от настоящего. А это, по мнению самих исследователей, может оказаться полезным в дистанционном управлении роботами — как машинами-гигантами, так и дроидами микроскопических размеров.

Первые, к примеру, могут выступать как оружие на поле боя или как спасательные системы в районах стихийных бедствий, а вторые — направляться внутрь тела человека для выполнения медицинского обследования или операции.

Тесты на оценку размера предмета и дистанции до него (фото B. van der Hoort et al./ PLoS One).

В дальнейших опытах Бьорн собирается продолжить исследование иллюзии переселения в новое тело. Он планирует использовать сканирование мозга, чтобы увидеть, как тот реагирует, если находит своё тело очень маленьким или большим.

Нейрофизиолог предполагает, что части мозга, которые воспринимают зрительные стимулы и положение в пространстве, будут активными в тот момент, когда люди попытаются понять, как адаптироваться к новым «своим» размерам.