(monkeybusinessimages/iStock)
Với việc chúng ta nhìn thế giới qua hai võng mạc nhỏ dẹt nằm ở phía sau mắt, điều đáng ngạc nhiên là mỗi chúng ta đều cảm thụ được thế giới trực quan ba chiều hoàn toàn mượt mà.
Võng mạc phản ứng với nhiều loại bước sóng ánh sáng khác nhau từ thế giới xung quanh. Nhưng đó mới chỉ là phần đầu của một quá trình. Não phải làm rất nhiều việc với những dữ liệu thô được đưa vào – kết nối chúng lại với nhau, lựa chọn giữ lại và bỏ qua những gì. Chính não dựng lên thế giới chúng ta nhìn thấy.
Các nhà khoa học nhận thức và nghiên cứu thần kinh gần đây đã gặt hái nhiều tiến bộ trong nghiên cứu quá trình xây dựng thế giới trực quan của não. Nghiên cứu của tôi tập trung tìm hiểu cách con người xây dựng thế giới nhìn thấy thông qua lựa chọn thông tin và sử dụng ký ức thị giác để giữ lại những thông tin được lựa chọn trong những quãng thời gian ngắn. Sự cảm nhận thế giới chúng ta đang sống không chỉ gồm những dữ liệu thụ cảm đơn giản.
Con mắt là cơ quan thụ cảm nhìn
Võng mạc là một tấm các tế bào nằm cuối mỗi con mắt. Một số tế bào này, được gọi là các cơ quan thụ cảm ánh sáng, nhạy cảm với ánh sáng. Có hai loại chính: Loại hình que nhạy với những khác biệt về sáng và tối, còn loại hình nón nhạy với màu sắc.
Những cơ quan thụ cảm ánh sáng này được sắp xếp ở mật độ cao nhất tại một khu vực nhỏ giữa vọng mạc gọi là hố thị giác. Nó tương ứng với trung tâm giữa tầm nhìn của chúng ta, nơi có độ phân giải cao nhất. Hình ảnh chi tiết giảm dần ở những khoảng cách xa trung tâm trường quan sát – tức là, ở vùng ngoại vi (vì thế gọi là “tầm nhìn ngoại vi”).
Khi chúng ta nhìn xung quanh, chúng ta di chuyển mắt. Điều này cho phép hướng hố thị giác tới nơi chúng ta muốn nhìn nhất. Sự di chuyển mắt này gọi là đảo mắt đột ngột và được thực hiện ba lần mỗi giây.

 Mắt + Não = Cảnh nhìn thấy

Mắt luôn luôn chuyển động như vậy, làm sao bức ảnh thế giới trong trí óc chúng ta vẫn hoàn toàn ổn định? Nghiên cứu về sự kỳ lạ này, các nhà khoa học thần kinh phát hiện những thông tin được đưa vào từ mắt chúng ta đều bị chặn lại trong quá trình đảo mắt, vì thế không ghi nhận chuyển động nhanh và sự mờ hình ảnh. Nếu không chặn lại như thế, chúng ta sẽ ghi nhận sự chuyển động nhanh và mờ hình ảnh liên tục. Ngoài ra, não hiệu chỉnh chuyển động của mắt bằng cách sử dụng thông tin từ các cơ điều khiển chuyển động của mắt. Vì não bỏ qua thông tin được tiếp nhận khi mắt đang di chuyển, nên thế giới chúng ta nhìn thấy được nhận thức chủ yếu trong những khoảng cố định, là các khoảng thời gian ngắn (xấp xỉ 200 – 300 mili giây) khi mắt dừng. Ví dụ, trong lúc đọc chữ, mắt chỉ chuyển động 10-20% thời gian. Trong mỗi khoảng dừng, chúng ta phải lựa chọn thông tin thị giác phù hợp nhất để thực hiện công việc sắp làm. Chúng ta có khả năng tập trung vào một hoặc nhiều nguồn thông tin trong khi bỏ qua các nguồn còn lại, hoặc ít nhất giảm đi tầm quan trọng của chúng. Các nhà nghiên cứu gọi điều này là sự tập trung thị giác; họ nghĩ rằng điều này quan trọng vì giúp chúng ta liên kết hay ghép nối các đặc điểm cơ bản (ví dụ: màu sắc, phương hướng) để tạo ra sự nhận thức vật thể toàn diện trong môi trường.
Nói các khác, lý thuyết phát biểu rằng sự tập trung thị giác là cửa sổ nhỏ của chúng ta nhìn ra thế giới. Chính nhờ sự tập trung có giới hạn cả về không gian và sự chú ý ấy mà não ghép nối thông tin thị giác thành các vật thể thống nhất. Ví dụ, khi nhìn vào một đường phố đông đúc, có nhiều nguồn thông tin thị giác tiềm năng để tập trung sự chú ý. Nhưng bằng sự tập trung thị giác, chúng ta sẽ chỉ chọn lựa một tập hợp nhỏ các thông tin này – ví dụ, đốm màu vàng đang tiến về phía chúng ta biến thành một chiếc taxi – tại bất kỳ một thời điểm nào.

Ký ức thị giác giúp xây dựng cảnh tượng

Chính các quá trình lựa chọn tập trung thị giác này cho phép não xử lý thông tin quan trọng và bỏ đi những thông tin không quan trọng. Thông tin nào đáng quan tâm hoặc không đáng quan tâm sẽ do các mục tiêu cá nhân xác định. Ví dụ, một nghiên cứu cho thấy những người quan sát phát hiện một sự thay đổi ở vật thể trong một môi trường thực tế ảo chỉ khi vật đó liên quan đến một nhiệm vụ tại thời điểm thay đổi. Ví dụ, nếu họ được yêu cầu chọn gạch theo kích thước, họ có khả năng lớn hơn trong việc phát giác những thay đổi về kích thước các viên gạch so với việc nếu họ được yêu cầu nhặt các viên gạch theo thứ tự xuất hiện.
Để biết điều gì quan trọng hay không với một nhiệm vụ đang làm, một người cần có cách thức để có một số thông tin theo thời gian. Đây chính là lúc ký ức thị giác khởi tác dụng. Nó thường được chia thành loại ký ức dài và ngắn hạn. Loại ký ức thị giác ngắn hạn là quan trọng nhất trong việc xây dựng và ổn định thế giới nhìn thấy từ thời khắc này sang thời khắc khác. Các nhà khoa học trước đây thường nghĩ ký ức thị giác ngắn hạn thể hiện chi tiết thế giới nhìn thấy, gắn kết các thông tin với nhau từ mỗi điểm cố định của mắt để xây dựng một “hình ảnh trong đầu” của môi trường xung quanh.
Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng những người quan sát thường không nhận ra các thay đổi tương đối lớn ở môi trường nhìn thấy khi những thay đổi này đi kèm với một sự chuyển động của mắt, hoặc sự gián đoạn nào đó. Hiện tượng này được gọi là mù thay đổi.
Trong một hiện tượng liên quan gọi là mù tập trung, người ta thường bỏ qua những sự kiện rõ ràng ở môi trường khi đắm chìm trong một nhiệm vụ không liên quan. Ví dụ khi được yêu cầu đếm số lần qua lưới của quả bóng rổ, người ta thường không chú ý khi một người mặc bộ quần áo gorrila chạy qua sân chơi và đi qua nhóm người chơi.
Nghiên cứu về hiện tượng này và cơ chế liên quan cho thấy con người xây dựng một phiên bản môi trường giản lược hơn qua các điểm cố định của mắt so với trước đây vẫn nghĩ. Phiên bản giản lược của môi trường thường được gọi là thực chất cảnh tượng.  Nó bao gồm thông tin khái niệm về chủng loại cảnh tượng cơ bản – là tự nhiên hay do con người tạo ra, một cảnh quan thành phố? – và cách bố trí chung, có thể giới hạn ở một vài vật thể và/hoặc vài đặc điểm. Phiên bản giản lược này không giống với cảnh tượng “bức tranh trong đầu”. Nhưng chính thông tin giản lược lại đóng vai trò hướng dẫn chúng ta từ một điểm cố định của mắt sang điểm kế tiếp, trong đó có thể có được mẫu thông tin chi tiết hơn.
Nếu não không liên tục tính toán như một bộ xử lý hình ảnh nhìn thấy thì thông tin thị giác mà chúng ta nhận được qua mắt sẽ loạn và đứt quãng. Các cơ chế thần kinh điều chỉnh chịu trách nhiệm về các chuyển động của mắt. Ký ức thị giác và sự tập trung phối hợp cho phép sự chuyển đổi mượt mà từ một nguồn thông tin này sang nguồn thông tin kế. Kết hợp lại, những quá trình này cho phép não chúng ta tạo ra được hình ảnh thế giới nhìn thấy thật ổn định và ăn khớp.
Alex Burmester là phụ tá nghiên cứu về nhận thức và trí nhớ tại Trường Đại học New York. Bài viết này được xuất bản trước đây tại TheConversation.com