Вчені пояснили, чому від здивування розширюються зіниці

Робота опублікована в журналі Nature Human Behaviour.

В експерименті взяли участь 63 особи. Їм показували на екрані кольорові квадрати й пропонували передбачити, який колір з’явиться наступним. Потім учасники повідомляли, що побачили, і робили новий прогноз.

Під час виконання завдання вчені вимірювали діаметр зіниць і реєстрували електричну активність мозку за допомогою електроенцефалографії. Для підсумкового аналізу вдалося отримати 60 наборів даних про реакцію зіниць і 57 записів ЕЕГ.

Коли колір не збігався з прогнозом, зіниці учасників розширювалися. Одночасно посилювався певний компонент мозкової активності — P3a, який раніше пов’язували з реакцією уваги на нові та несподівані події.

Деталі

Експеримент показав, що люди сприймали очікувані кольори з певним зміщенням: побачене здавалося їм ближчим до того, що вони припускали побачити.

Після несподіваного результату вплив попередніх очікувань зменшувався. Учасники точніше оцінювали нову інформацію та коригували подальші прогнози з урахуванням ситуації, що змінилася.

Дослідники вважають, що короткочасний сплеск фізіологічного збудження допомагає мозку зрозуміти: колишня модель того, що відбувається, більше не працює, і її необхідно оновити. Розширення зіниць при цьому є однією із зовнішніх ознак такої перебудови.

Автори порівнюють реакцію на несподіванку зі своєрідним механізмом оновлення. Мозок тимчасово послаблює вплив старого контексту, щоб нова інформація не оцінювалася виключно через колишні уявлення.

Це може одночасно зменшувати помилки сприйняття та допомагати людині швидше навчатися в умовах, що змінилися. Особливо корисним такий механізм стає в ситуаціях, коли навколишнє середовище раптово починає поводитися інакше, ніж раніше.

За словами дослідників, зміни розміру зіниць вказують на момент, коли мозок, ймовірно, «завантажує» новий контекст і переглядає прогнози.

Несподівані події пов’язують з активністю блакитної плями — невеликої ділянки стовбура мозку, яка є одним із основних джерел норадреналіну. Цей нейромедіатор бере участь у регуляції неспання, уваги та реакції на значущі зміни.

Однак у новому експерименті вчені не вимірювали викид норадреналіну та активність блакитної плями безпосередньо. Розмір зіниць та показники ЕЕГ використовувалися як непрямі фізіологічні маркери системи збудження.

Автори окремо зазначають, що розширення зіниць є неспецифічним і може виникати з різних причин. Тому висновки ґрунтуються не на одному показнику, а на поєднанні даних про зіниці, мозкову активність та поведінку учасників.

Чому це важливо

Результати допомагають пояснити, навіщо організму потрібна швидка фізіологічна реакція на здивування. Вона може не просто супроводжувати емоційний стан, а відображати перехід мозку до більш гнучкої обробки інформації.

Разом з тим дослідження проводилося в лабораторних умовах: учасники працювали з кольорами на екрані. Поки що не можна впевнено стверджувати, що той самий механізм повністю пояснює реакцію на складні життєві події, небезпеку або емоційні новини.

Крім того, дослідження виявило зв’язок між фізіологічними сигналами та зміною поведінки, але не довело, що саме розширення зіниць змушує мозок перебудовуватися.

Джерело

Дослідження: Tiantian Li, Harrison Marble та співавт. Fluctuations in arousal reflect latent state transitions that facilitate behavioural optimization.

Журнал: Nature Human Behaviour, 2026.