Usando dados de décadas de estudos de percepção de movimento humano, os pesquisadores treinaram uma rede neural artificial para estimar a velocidade e a direção das sequaªncias de imagens.

O novo sistema, chamado MotionNet, foi projetado para corresponder a s estruturas de processamento de movimento dentro do cérebro humano. Isso permitiu aos pesquisadores explorar caracteri­sticas do processamento visual humano que não podem ser medidas diretamente no cérebro.

Seu estudo, publicado hoje no Journal of Vision , usa o sistema artificial para descrever como as informações de espaço e tempo são combinadas em nosso cérebro para produzir nossas percepções, ou equa­vocos, de imagens em movimento.

O cérebro pode ser facilmente enganado. Por exemplo, se houver um ponto preto a  esquerda de uma tela, que desaparece enquanto um ponto preto aparece a  direita, vamos 'ver' o ponto se movendo da esquerda para a direita - isso échamado de movimento 'phi'. Mas se o ponto que aparece a  direita ébranco em um fundo escuro, 'vemos' o ponto se movendo da direita para a esquerda, no que éconhecido como movimento 'phi reverso'. ”

Os pesquisadores reproduziram o movimento phi reverso no sistema MotionNet e descobriram que ele cometia os mesmos erros de percepção de um cérebro humano - mas, ao contra¡rio do cérebro humano, eles podiam olhar atentamente para o sistema artificial para ver por que isso estava acontecendo. Eles descobriram que os neura´nios estão"sintonizados" na direção do movimento e, no MotionNet, o "phi reverso" estava ativando neura´nios sintonizados na direção oposta ao movimento real.

O sistema artificial também revelou novas informações sobre essa ilusão comum: a velocidade do movimento phi reverso éafetada pela distância dos pontos, ao contra¡rio do que seria esperado. Os pontos que 'se movem' a uma velocidade constante parecem mover-se mais rapidamente se espaa§ados a uma distância curta e mais lentamente se espaa§ados a uma distância maior.

“Já sabemos sobre o movimento phi reverso hámuito tempo, mas o novo modelo gerou uma previsão completamente nova sobre como o vivenciamos, que ninguanãm jamais olhou ou testou antes”, disse o Dr. Reuben Rideaux, pesquisador no Departamento de Psicologia da Universidade de Cambridge e primeiro autor do estudo.

Os humanos são razoavelmente bons em calcular a velocidade e a direção de um objeto em movimento apenas olhando para ele. a‰ como podemos pegar uma bola, estimar a profundidade ou decidir se éseguro atravessar a estrada. Fazemos isso processando os padraµes de mudança de luz em uma percepção de movimento - mas muitos aspectos de como isso acontece ainda não são compreendidos.

“a‰ muito difa­cil medir diretamente o que estãoacontecendo dentro do cérebro humano quando percebemos o movimento - atémesmo nossa melhor tecnologia médica não pode nos mostrar todo o sistema em funcionamento. Com o MotionNet, temos acesso completo ”, disse Rideaux.

Pensar que as coisas estãose movendo em uma velocidade diferente do que realmente são a s vezes pode ter consequaªncias catastra³ficas. Por exemplo, as pessoas tendem a subestimar a velocidade com que estãodirigindo em condições de neblina, porque um cena¡rio mais escuro parece estar passando mais devagar do que realmente anã. Os pesquisadores mostraram em um estudo anterior que os neura´nios em nosso cérebro são tendenciosos para velocidades lentas, então, quando a visibilidade ébaixa, eles tendem a adivinhar que os objetos estãose movendo mais devagar do que realmente estão.

Revelar mais sobre a ilusão de phi reverso éapenas um exemplo da maneira como o MotionNet estãofornecendo novos insights sobre como percebemos o movimento. Com a confianção de que o sistema artificial estãoresolvendo problemas visuais de uma maneira muito semelhante ao cérebro humano, os pesquisadores esperam preencher muitas lacunas no entendimento atual de como essa parte do cérebro funciona.

As previsaµes da MotionNet precisara£o ser validadas em experimentos biola³gicos, mas os pesquisadores dizem que saber em qual parte do cérebro se concentrar vai economizar muito tempo.

Rideaux e seu coautor do estudo, Dr. Andrew Welchman, fazem parte do Adaptive Brain Lab de Cambridge, onde uma equipe de pesquisadores estãoexaminando os mecanismos cerebrais subjacentes a  nossa capacidade de perceber a estrutura do mundo ao nosso redor. 

Esta pesquisa foi apoiada pela Leverhulme Trust e Isaac Newton Trust.