Pro vnímání jedniček z vlastního podnětu viz:proprioception
Pohybové vnímání je aspektem prostorového vnímání a je procesem odvozování rychlosti a směru prvků ve scéně na základě vizuálních vstupů. Ačkoli se tento proces jeví většině pozorovatelů jako jednoduchý, ukázal se jako obtížný problém z výpočetního hlediska a mimořádně obtížný na vysvětlení z hlediska nervového zpracování.
Vizuální vstup pozorovatele je obecně nedostatečný k tomu, aby jednoznačně určil „skutečnou“ rychlost ve vizuální scéně. Například v monokulárním vidění bude vizuálním vstupem 2D projekce 3D scény. Pohybové podněty přítomné ve 2D projekci budou standardně nedostatečné k rekonstrukci pohybu přítomného ve 3D scéně. Řečeno jinak, mnoho 3D scén bude kompatibilních s jednou 2D projekcí. Problém odhadu pohybu zobecňuje na binokulární vidění, pokud uvažujeme okluzi nebo vnímání pohybu na relativně velké vzdálenosti, kde binokulární nepoměr je špatným podnětem k hloubce.
Tyto problémy jsou více patrné, když se podíváme na vizuální iluze zahrnující pohyb. Známým příkladem je iluze barberpole. Když je diagonálně pruhovaná tyč otočena kolem své delší osy, takže se pruhy pohybují ve směru kratší osy tyče, přesto se zdá, že se pruhy pohybují ve směru její delší osy.
Iluze barberpole. Zdá se, že pruhy na tyči se pohybují směrem dolů podél delší osy tyče. Skutečný pohyb je však rotací barberpole kolem její delší osy, což mělo vytvořit pohyb směrem doprava.
Problém s otvorem. Neuron ve zrakové kůře má omezené vnímavé pole. Bude ‚vidět‘ pouze část barberpole znázorněné výše. Ačkoliv se pohyb barberpole na horním obrázku zdá být směrem dolů, při pohledu otvorem na dolním obrázku se pohyb zdá být směrem dolů i doprava. Ve skutečnosti je pohyb na obou obrázcích totožný.
Kromě výše zmíněných problémů s pohybovým vnímáním vzniká řada problémů v důsledku fyziologie mozku. Každý neuron ve vizuálním systému je citlivý na vizuální vstup v malé části našeho vizuálního pole, jako by se každý neuron díval na vizuální vstup malým aperturou. Při rozlišení této apertury mohou být vizuální podněty často aproximovány přímkami. Směr pohybu přímky je v zásadě nejednoznačný, protože pohybovou složku rovnoběžnou s přímkou nelze odvodit na základě vizuálního vstupu.
V případech, kdy pohyb nelze určit pouze na základě vizuálního vstupu, má se za to, že vizuální systém se opírá o předchozí předpoklady. Na druhém obrázku vizuální vstup a předchozí předpoklady společně vytvářejí dojem, že se pruhy pohybují vpravo dole.
Jednotlivé neurony zpočátku lokálně odhadují pohyb v rámci svého receptivního pole. Protože každý neuron bude trpět problémem s clonou, odhady z mnoha neuronů jsou pak integrovány do globálního odhadu pohybu. Zdá se, že k tomu dochází v oblasti MT/V5 v lidské zrakové kůře.
Zdá se, že oblast V5 je důležitá pro zpracování vizuálního pohybu a poškození této oblasti může narušit vnímání pohybu. Neuropsychologické studie pacienta, který neviděl pohyb, viděl svět místo toho v sérii statických „rámečků“, naznačily, že vizuální oblast V5 u člověka je homologická s oblastí MT u primáta.
Pohybové vnímání prvního řádu
Pohybové vnímání prvního řádu se vztahuje na vnímání pohybu objektu, který se liší v jasu od svého pozadí, jako například černý brouk plazící se po bílé stránce. Tento druh pohybu může být detekován relativně jednoduchým pohybovým senzorem, který je navržen tak, aby detekoval změnu jasu v jednom bodě na sítnici a koreloval ji se změnou jasu v sousedním bodě na sítnici po prodlevě. Senzory, které takto fungují, byly označovány jako Reichardtovy detektory (podle vědce W. Reichardta, který je jako první modeloval), senzory pohybové energie nebo Elaborated Reichardtovy detektory. Tyto senzory detekují pohyb pomocí prostorově-časové korelace a jsou věrohodnými modely toho, jak může vizuální systém detekovat pohyb. Debata o přesné povaze tohoto procesu stále zuří. Pohybové senzory prvního řádu trpí problémem s clonou, což znamená, že mohou detekovat pohyb pouze kolmo k orientaci pohybujícího se obrysu. Pro rozcestnění skutečného globálního směru pohybu je nutné další zpracování.
Pohybové vnímání druhého řádu
Pohyb druhého řádu je pohyb, při kterém je pohyblivý obrys definován kontrastem, texturou, mihotáním nebo jinou kvalitou, která nemá za následek zvýšení jasu nebo pohybové energie ve Fourierově spektru podnětu. Existuje mnoho důkazů, které naznačují, že časné zpracování pohybu prvního a druhého řádu se provádí oddělenými cestami. Mechanismy druhého řádu mají horší časové rozlišení a jsou nízkoprůchodové, pokud jde o rozsah prostorových frekvencí, na které reagují. Pohyb druhého řádu vyvolává slabší pohybový dozvuk, pokud není testován dynamicky mihotavými podněty. Zdá se, že signály prvního a druhého řádu jsou plně kombinovány na úrovni oblasti V5/MT vizuálního systému.
Po extrakci pohybových signálů (prvního nebo druhého řádu) z obrazu na sítnici musí vizuální systém integrovat tyto jednotlivé lokální pohybové signály v různých částech vizuálního pole do dvojrozměrné nebo globální reprezentace pohyblivých objektů a ploch.
Problém s otvorem. Zdá se, že mříž se pohybuje směrem dolů a doprava, kolmo k orientaci mříží. Může se však pohybovat i v mnoha jiných směrech, například jen dolů, nebo jen doprava. To se nedá poznat, pokud v otvoru nejsou vidět konce mříží.
Každý neuron ve vizuálním systému je citlivý na vizuální vstup v malé části vizuálního pole, jako by se každý neuron díval na vizuální pole malým okénkem nebo otvorem. Směr pohybu obrysu je nejednoznačný, protože pohybovou složku rovnoběžnou s přímkou nelze odvodit na základě vizuálního vstupu. To znamená, že různé obrysy různých orientací pohybující se různou rychlostí mohou způsobit identické reakce v neuronu citlivém na pohyb ve vizuálním systému.
Jednotlivé neurony v rané fázi zrakového systému (LGN nebo V1) reagují na pohyb, který se vyskytuje lokálně v jejich recepčním poli. Protože každý lokální neuron detekující pohyb bude trpět problémem s clonou, odhady z mnoha neuronů musí být začleněny do globálního odhadu pohybu. Zdá se, že k tomu dochází v oblasti MT/V5 v lidské zrakové kůře.