Złudzenia optyczne są tworzone poprzez kolor, kontrast, kształt, rozmiar, wzory i perspektywę i oszukują nasze mózgi. Ale jak dokładnie to się dzieje? Dlaczego proste linie wyglądają na ukośne, a te same odcinki linii mają różną długość?
Oszustwa optyczne, różne rzeczywistości i behawioralne korzyści wynikające z błędów wzroku: Neurolog Bo Lotto wyjaśnia, w jaki sposób mózg tworzy iluzje wizualne (iluzje optyczne) i dlaczego świat nie jest tym, czym się wydaje.
Przyjrzyj się dokładnie płytkom podłogowym na poniższym obrazku. Najpierw skup się na kafelku bezpośrednio pod rośliną doniczkową, w cieniu stołu. Następnie spójrz na kafelek po prawej stronie, który jest poza stołem.
Który jest jaśniejszy? Lewo?
Niestety! W rzeczywistości - jak widać na poniższym obrazku - kolory płytek są identyczne. Ta sztuczka jest znana jako iluzja jasności. Postrzegamy obiekt na jasnym tle jako ciemniejszy, w przeciwieństwie do tego samego obiektu na ciemnym tle. Ta iluzja optyczna pojawia się, ponieważ nasze systemy wzrokowe są dostrojone do postrzegania kontrastów, które pomagają nam rozróżniać kształty (na przykład zbliżający się drapieżnik). Okazuje się, że nie zawsze widzimy rzeczy takimi, jakimi są.
Jako neurobiolog, który bada iluzje na University College London, Bo Lotto wie wszystko o sposobach, w jakie mózg nas oszukuje, zniekształca rzeczywistość dla naszej ewolucyjnej przewagi. Claire Cameron, dziennikarka Nautil.us, rozmawiała z nim o oszukańczym postrzeganiu i próbowała dowiedzieć się, czy kiedykolwiek będziemy mogli zobaczyć świat takim, jakim jest.
Piękną rzeczą, której uczą nas iluzje wizualne i złudzenia optyczne, jest to, że wszystko, co robimy, opiera się na założeniach.
Film promocyjny:
KK: Co iluzja jasności mówi nam o tym, jak widzimy?
B. L.: Wszystko, co robimy, jest związane z naszą percepcją. Nasze doświadczenie siebie, innych ludzi, świata - wszystko o czym myślimy, w co wierzymy, co rozumiemy, zaczyna się od percepcji. A jasność to prosty sposób percepcji wzrokowej, którego funkcja ogranicza się do prostego - widzenia światła. Iluzja jasności mówi nam, że nawet na najbardziej podstawowym poziomie nie możemy zobaczyć wszystkiego. Mózg nie rozwinął się do zdolności widzenia czegoś absolutnego. Ewoluował, aby nabyć zdolność widzenia relacji i patrzenia, co jest bardziej przydatne z perspektywy behawioralnej. Jeśli działa z jasnością, musi dotyczyć różnych rzeczy, aż do abstrakcyjnych pojęć.
KK: Czy masz na myśli, że uczymy się poruszać po świecie rozpoznając wzorce?
B. L.: Tak i nie. Głównym problemem jest to, że nasze mózgi ewoluowały, aby radzić sobie z niepewnością - niejednoznacznością informacji. Informacje nie mówią nam o sobie; nie mówi nam, co mamy robić. Więc pierwszą rzeczą, którą mózg robi, kiedy patrzysz na obrazy, jest znalezienie wzoru, który jest niczym innym jak zależnością statystyczną. Wzór, wzór sam w sobie nie ma znaczenia - podobnie jak bezsensowny obraz, na który patrzysz. I nie masz instrukcji, co robić. Ale kiedy wchodzisz w interakcję ze światem, tworzysz albo „dobre zachowanie”, które pozwala ci pozostać przy życiu, albo „złe zachowanie”, które prowadzi do śmierci. A twój mózg kojarzy behawioralne znaczenia z wzorcem. To jest korzyść behawioralna, którą widzisz. Lub może to być korzyść behawioralna,które wasi przodkowie widzieli na długo przed wami. Jako ludzie jesteśmy zakodowani przez naszą historię kulturową, a także naszą historię ewolucji.
KK: Ale czy możemy znaleźć dowody na to kodowanie w ludzkim mózgu?
B. L.: Niestety, prawie nic nie wiemy o tym, jak to wszystko działa mechanicznie. Używamy trzmieli jako modelu, ponieważ ich mózgi zawierają około miliona komórek w porównaniu do naszych miliardów. I widzą te same iluzje wizualne, które my widzimy. Chociaż mechanizmy mogą być różne, zasady pozostaną takie same. Jeśli potrafimy zrozumieć zasady, możemy zrozumieć mechanizmy i zastosować je do innych systemów, takich jak roboty.
KK: Stworzyłeś urządzenie do noszenia o nazwie LumaKey, które przekształca światło w dźwięk. Po co?
B. L.: Chcieliśmy stworzyć nowy rodzaj doświadczenia, które można by nagrać. Fizyczna struktura dźwięku bardzo różni się od fizycznej struktury światła. Kiedy przekształcamy światło na dźwięk, mózg również otrzymuje informacje wizualne i możemy zobaczyć, jak system głośników tworzy to wrażenie. Pytanie brzmi: czy ludzie mogą zacząć „słyszeć” iluzje wizualne? To jeden z powodów, dla których stworzyliśmy LumaKey. Innym powodem jest to, że jest to potencjalnie świetny sposób na komponowanie muzyki.
K. K.: Czy można zmienić nasze postrzeganie?
B. L.: Myślę, że tak. Piękną rzeczą, której uczą nas iluzje wizualne i złudzenia optyczne, jest to, że wszystko, co robimy, opiera się na założeniach. Jeśli patrzysz na iluzję, nie wiedząc, że jest to iluzja, doświadczasz poczucia rzeczywistości. Ale gdy tylko pokażę ci, że jest to złudzenie optyczne, twój mózg zaczyna robić coś niesamowitego: trzyma się dwóch rzeczywistości, które są jednocześnie wykluczające się. Te dwie płytki wyglądają inaczej, ale wiem, że są takie same. Koncepcyjnie niewiele się to różni od znaczenia wyrażenia „Dziś doświadczam jednej rzeczywistości, ale jutro mogę sobie wyobrazić inną”. Jedynym sposobem, aby nauczyć się widzieć inaczej, jest uświadomienie sobie tego.
Dlaczego iluzje optyczne oszukują nasze mózgi
Złudzenia optyczne są znane ludziom od tysięcy lat. Rzymianie wykonali trójwymiarowe mozaiki, aby udekorować swoje domy, Grecy zbudowali piękne panteony z perspektywy, a przynajmniej jedna kamienna figurka z epoki paleolitu przedstawia dwa różne zwierzęta, które można zobaczyć w zależności od punktu widzenia.
Na drodze z oczu do mózgu wiele może się zgubić. W większości przypadków ten system działa dobrze. Twoje oczy poruszają się szybko i prawie niezauważalnie z boku na bok, dostarczając rozproszone obrazy tego, co dzieje się z mózgiem. Mózg je organizuje, definiuje kontekst, wkładając elementy układanki w coś, co ma sens.
Na przykład stoisz na rogu ulicy, samochody przejeżdżają przez przejście dla pieszych, a sygnalizacja świetlna jest czerwona. Kilka informacji prowadzi do wniosku: teraz nie jest najlepszy czas na przechodzenie przez ulicę. W większości przypadków działa to świetnie, ale czasami, nawet jeśli twoje oczy wysyłają sygnały wizualne, mózg popełnia błąd, próbując je rozszyfrować.
W szczególności ma to często miejsce w przypadku szablonów. Nasze mózgi potrzebują ich do szybszego przetwarzania informacji przy mniejszym zużyciu energii. Ale te same wzorce mogą być mylące. Ponadto mózg często myli się co do koloru. Ten sam kolor może wyglądać inaczej na różnych tłach. Złudzenie optyczne można również stworzyć poprzez perspektywę.
Naukowcy sugerują, że iluzja powstaje w wyniku połączonego działania mechanizmów neuronowych różnych poziomów: neuronów siatkówki i neuronów kory wzrokowej. Ze względu na to, że mózg zna prawa perspektywy, wydaje ci się, że odległa niebieska linia jest dłuższa niż zielona na pierwszym planie. W rzeczywistości są tej samej długości.
Kolejnym rodzajem złudzenia optycznego są obrazy, na których można znaleźć dwa obrazy. Mózg może również uzupełniać obrazy kolorem. Naukowcy wciąż nie wiedzą, z czym wiążą się takie złudzenia.
Mózg tworzy obraz z otrzymanych informacji. Bez tej zdolności nie bylibyśmy w stanie bezpiecznie jechać lub przejechać przez ulicę.
Kiedy dopiero uczysz się czytać, czytasz każdą literę, ale potem mózg zapamiętuje całe słowa, a podczas czytania rozpoznajesz je jako cały obraz, spoglądając na pierwszą i ostatnią literę.
Jak widać, pomimo tego, że nasz mózg doskonale radzi sobie z codziennymi zadaniami, aby go oszukać, wystarczy przełamać ustalony schemat, użyć kontrastujących kolorów lub upragnionej perspektywy.
I kilka ciekawszych wizualnych sztuczek:
Niebieska i zielona spirala mają w rzeczywistości ten sam kolor - zielony. Tutaj nie ma koloru niebieskiego.
Spójrz tutaj na kwadraty w środkach górnej i najbliższych twarzy.
Brązowy kwadrat na środku górnej krawędzi i „pomarańczowy” pośrodku przedniej krawędzi mają ten sam kolor.
Przyjrzyj się uważnie tablicy. Jakiego koloru są komórki „A” i „B”? Wygląda na to, że „A” jest czarne, a „B” jest białe? Prawidłowa odpowiedź znajduje się poniżej.
Komórki „B” i „A” mają ten sam kolor. Szary.
Możesz załadować pierwsze zdjęcie do edytora graficznego i samodzielnie porównać kolor komórek.
Czy dół figury wydaje się jaśniejszy? Zamknij palcem poziomą granicę między górną a dolną częścią kształtu.
Widzisz szachownicę z czarno-białymi kwadratami? Szare połówki czarnych i białych komórek mają ten sam odcień. Szary jest postrzegany jako czarny lub biały.
Figurki koni są tego samego koloru.
Ile jest odcieni oprócz bieli? 3? 4? W rzeczywistości są tylko dwa - różowy i zielony.
Jakiego koloru są tutaj kwadraty? Tylko zielony i różowy.