Эстетические предпочтения, возможно, развились как механизм энергосбережения мозга
Любование прекрасным видом — как у этого фотографа, любующегося закатом, — может потребовать от нашего мозга меньших затрат энергии по сравнению с созерцанием чего-то менее привлекательного.
Можно часами любоваться спокойным закатом или ясным ночным небом. Эти сцены не только приятны для глаз, но и могут быть приятны для мозга. Людям, как правило, нравятся визуальные стимулы, для обработки которых не требуется особых когнитивных усилий, сообщают исследователи в декабрьском журнале PNAS Nexus.
Мозг — самый энергозатратный орган в организме, и только на визуальную обработку приходится почти половина его энергопотребления. Исследователи уже давно изучают, как зрительная система сохраняет энергию. Но новое исследование рассматривает этот вопрос с другой точки зрения. “Не только зрительная система оптимизирована для повышения эффективности, но и у нас могут быть эстетические предпочтения в отношении стимулов, которые эффективно обрабатываются”, — говорит Мик Боннер, нейробиолог из Университета Джона Хопкинса, который не принимал участия в исследовании.
Нейробиолог Дирк Бернхардт-Вальтер (Dirk Bernhardt-Walther) из Университета Торонто и его коллеги предположили, что такие предпочтения могли развиться как когнитивные сокращения, помогающие организмам избегать чрезмерных усилий при ориентировании в окружающей среде.
Чтобы оценить энергию, затрачиваемую на обработку изображений, исследователи обратились к существующему набору данных функциональной магнитно-резонансной томографии, в котором четыре человека просматривали 5000 изображений, в то время как отслеживалась их мозговая активность. Измерения потребления кислорода в различных частях мозга служили индикатором метаболической активности. Команда также прогнала эти изображения через искусственную нейронную сеть, обученную распознаванию объектов и сцен, используя долю активированных “нейронов” в качестве показателя метаболических затрат.
Затем исследователи сравнили эти оценки метаболических затрат — как человеческих, так и искусственных — с эстетическими оценками изображений, полученными от более чем 1000 респондентов онлайн-опроса, которые оценили каждое изображение по пятибалльной шкале. В обоих случаях метаболические усилия, необходимые для обработки изображений, были обратно пропорциональны их эстетической оценке.
Эта отрицательная корреляция была сильнее в областях мозга, отвечающих за зрение, таких как веретенообразная область лица, отвечающая за распознавание лиц, и соответствующие слои искусственной нейронной сети. Это говорит о том, говорит Бернхардт-Вальтер, что большая часть экономии энергии происходит на продвинутых этапах визуальной обработки, таких как распознавание объектов, а не на низкоуровневых функциях, таких как определение границ или контраста.
Предыдущие исследования показали, что людям, как правило, нравятся лица и даже автомобили, которые выглядят ближе к среднестатистическим, чем те, которые выглядят иначе. Бернхардт-Вальтер говорит, что мы предпочитаем платоническую версию, вероятно, потому, что выбросы заставляют мозг тратить энергию на обновление своих внутренних моделей того, как выглядит лицо или автомобиль.
Метаболические издержки также могут объяснять приятные ощущения, которые невозможно увидеть. Представьте себе радость от решения головоломки после того, как вы перебрали и взвесили несколько вариантов. “Ощущение ”ага!» доставляет огромное удовольствие, потому что внезапно резко снижаются метаболические потребности», — говорит Бернхардт-Вальтер.
Боннер говорит, что в будущей работе следует изучить, являются ли метаболические издержки прямой причиной эстетических предпочтений, или же и то, и другое связано с общей чертой, такой как привычность. Кроме того, неясно, какие свойства делают одни стимулы более приятными и эффективными для обработки мозгом, чем другие. “Что именно облегчает обработку изображения зрительной системой, остается открытым вопросом”, — говорит он.