کار دستگاه واقعیت سازی ِ سیستم بینایی چیست؟

 

هرگاه چشم می‌گشاییم دنیایی سه‌بعدی را می‌بینیم که در آن چیز‌هایی به رنگ‌های مختلف، ثابت و متحرک ظاهر می‌شوند. سیستم بینایی با خلق عمق، رنگ، زمینه، شکل، و حرکات، واقعیت را برایمان شکل می‌دهد.

شاید هیچگاه به ذهنمان خطور نکند که چه مقدار از مغز درگیر ساز و کار حس بینایی است؟ تحقیقات جدید عصب‌شناختی آشکار می‌کنند که تقریبا نیمی از قشر مغز یعنی چیزی حدود پنجاه میلیارد نورون و ده تریلیون سیناپس (محل تماس دو عصب) درگیر فرایند بینایی‌اند. رابطه میان سازه‌های آفریده سیستم بینایی و جهان بیرون، از دیرباز ذهن انسان را به خود مشغول کرده است.

دانالد هافمن (Donald Hoffman) استاد سرآمد علوم شناختی دانشگاه کالیفرنیا در اِرواین است که همزمان در دپارتمان فلسفه و علوم کامپیوتر هم به تدریس و تحقیق مشغول است. یکی از حوزه‌های پژوهش او این پرسش بوده است که بینایی به عنوان مهم‌ترین منبع شناخت انسان چگونه عمل می‌کند؟ چگونه ادراک ذهنی فرد با واقعیت عینی جهان خارج در ارتباط است؟

هافمن در این راه مدل‌هایی از واقعیت عینی و دریافت ذهنی را با دقت تمام خلق می‌کند تا به وسیله آن‌ها دستگاه بینایی روباتیک بسازد. استفاده از بینایی روباتیک دگرگونی‌های زیادی در پی دارد، از یاری‌رساندن به افراد کم‌بینا و نابینا گرفته تا بهینه‌سازی دید خودکار در اتوموبیل‌های خودران. مطالعات هافمن در بیست سال گذشته جنبه‌های زیادی از ویژگی‌های سیستم بینایی را در شناخت آشکار ساخته که نتایج کاربردی فراوانی داشته است.

از قدیم می‌دانستیم که چشمان مان می‌توانند گولمان بزنند. اثباتش کار سختی نیست. اینترنت پر است از تصویر‌هایی که با دیدن‌شان انواع توهم بینایی را درک می‌کنیم. مثلا به تصویر زیر که هافمن از آن در مقالاتش استفاده کرده نگاه کنید: آیا قسمت خاکستری رنگ هر دو یک شکلند یا فرق دارند؟ قطعا متفاوت به نظر می‌رسند.

 

سمت چپی دراز و باریک و سمت راستی کوتاه و پهن به نظر می‌رسد در حالیکه هر دو یکسانند. خودتان می‌توانید طول و عرض‌شان را اندازه بگیرید. یک تکه کاغذ بگذارید روی یکی و علامت بزنید و بعد بگذارید روی دیگری تا ببینید دقیقا هم‌اندازه‌اند. پس چرا انگار دو قسمت خاکستری رنگ تصویر زیر فرق دارند؟

 

هرگاه دستگاه واقعیت‌ساز بینایی فعال می‌شود، با استفاده از قواعدی که معمولا درست کار می‌کنند، نما‌هایی از شکل و عمق اجسام خلق می‌کند. اما در برخی مواقع، مثل تصویر بالا، واقعیت بصری با واقعیت جهان خارج در تعارض است.

ماموریت دستگاه واقعیت‌سازِ دیداری، ارائه محتمل‌ترین تفسیر از تصویر پیش رویش است. در اینجا پرسشی هیجان‌برانگیز پیش می‌آید: میان جهانی که چشم می‌سازد و جهانی که مستقل از ما بیرون وجود دارد، چه رابطه‌ای برقرار است؟ چرا جهان را اینگونه می‌بینیم؟

از نگاه هافمن، روشن‌ترین پاسخ به این سوال را در نظریه تکامل می‌توان یافت. حواس انسان در فرایند انتخاب طبیعی به گونه‌ای تکامل و سازگاری پیدا می‌کند تا هوموساپینس‌ها (گونه ما) آنقدر دوام بیاورند که بتوانند تولید مثل کنند.

 

پس همانگونه که انتظار نداریم دستگاه بینایی یک سوسک یا مگس بینش دقیقی از ماهیت واقعی جهان بیرون در اختیارش قرار دهد، حس بینایی هوموساپینس هم قرار است او را از خطرات در کمین محیط زیستی که با آن سازگار شده آگاه سازد.

با توجه به اطلاعاتی که هم‌اکنون از نحوه کارکرد سیستم بینایی در دست داریم، هافمن باور دارد اگر به پاسخ نظریه تکامل خوب بیندیشیم به این نتیجه می‌رسیم که نظام بینایی هرگونه زیستی به مثابه یک دستگاه واقعیت‌سازِ خاص برای همان گونه عمل و تجربه کاربری ویژه‌ای برایش فراهم می‌کند.

 

این بخش دیدنی و قابل لمس دستگاه بینایی که کاربر مستقیما با آن سر و کار دارد، لزوما شبیه آنچه می‌نمایاند نیست. درست مثل اینکه آیکون یک پرونده در کامپیوتر ممکن است یک مربع زرد رنگ باشد، اما شباهتی به واقعیت ندارد و آنچه می‌بینیم نوعی طراح گرافیکی است تا پیچیدگی‌های اطلاعات و ذخیره‌سازی رایانه و قطعات الکترونیکی‌اش را پنهان کند. این مسئله برای کاربر مزیت به حساب می‌آید و تجربه‌اش را بهینه می‌کند.

به همین منوال حواس ما شباهتی به واقعیت پیچیده‌ای که نمایان می‌کنند ندارند و به جایش نماد‌هایی به غایت ساده‌شده را ارائه می‌کنند تا اجازه دهد رفتاری سازگار با محیط را در پیش بگیریم. پس آنچه می‌بینیم تنها نمایی از واقعیت پیچیده جهان خارج است.

 

پژوهش‌های عصب‌شناسان تایید می‌کنند که آسیب به سیستم بینایی می‌تواند توانایی فرد در ساخت واقعیت‌های بصری را مختل کند. مثلا دانشمندان نواحی مشخصی از مغز را شناسایی کرده‌اند که با فرایند تشخیص چهره در ارتباط است.

 

اگر این نواحی به علت سکته مغزی صدمه ببینند، فرد ممکن است توانایی تشخیص چهره را از دست بدهد و حتی با دیدن صورت دوستان و آشنایان نزدیک، آن‌ها را نشناسد، با اینکه می‌تواند آن‌ها را از روی صدا تشخیص دهد.

در مثالی دیگر از همین دست معلوم شده است که آسیب به برخی نواحی مغزی عارضه کوررنگی حاد و کامل را به دنبال دارد به نحوی که فرد حتی قادر نیست رنگ را تصور کند یا خواب رنگی ببیند. نواحی دیگر سیستم بینایی نیز به درک حرکت مربوطند که در صورت آسیب، دید حرکتی فرد را مختل می‌کنند.

هافمن معتقد است اگر بپذیریم سیستم بینایی انسان یک موتور فوق پیشرفته واقعیت‌ساز است که تجربه دیداری خاصی از جهان به دست می‌دهد، آنگاه باید بتوانیم ساختار و عملکردش را مطالعه کنیم و سپس از روی آن سیستم‌های رایانه‌ای مشابهی بسازیم تا به یاری افراد کم‌بینا و نابینا بیایند.

رابطه میان درک و دریافت ما و جهانی که مستقل از ما وجود دارد از دیرباز از مسائل اساسی فیلسوفان و اندیشمندان بوده است. از دید دانالد هافمن، با نتایج و اطلاعات جدیدی که در این باره داریم شاید باید صورت سوال را اینگونه تغییر دهیم: رابطه بین فعالیت مغز و تجربه خود‌آگاهانه چیست؟

هنوز راه درازی در پیش است تا بتوانیم توضیح دهیم چگونه فعالیت نورون‌ها باعث تجربه آگاهانه می‌شوند یا چرا برخی فعالیت‌های نورونی و اتصالات خاص به تجربه‌های ویژه‌ای منجر می‌شوند و چرا چنین فعالیت‌هایی بدون تجربه آگاهانه ادامه پیدا نمی‌کنند؟

 

این پرسش‌های با پایان باز ذهن بسیاری از دانشمندان و اندیشمندان را به خود مشغول کرده است. شاید یکی از مهم‌ترین درس‌هایی که بتوان از مطالعات دانالد هافمن گرفت این باشد که برای درک و دریافت واقعیت، دیدن به تنهایی و بدون اندیشیدن کافی نیست.