Как именно наши глаза обманывают разум
Одной из самых показательных вещей относительно того, что наше собственное тело не прочь порой обдурить нас, является такое явление как оптические иллюзии. Желание видеть что-то, что на самом деле не является правдой, всегда подталкивало пытливые умы к исследованиям тайн человеческого глаза и созданию «обманчивых» картинок. Мы подробно изучили опыт специалистов в этой области, собрав вместе самые яркие примеры обмана зрения и проследив историю их появления и развития.
Ранние иллюзии
Еще Аристотель в 350-х годах до н.э. заметил, что если долго смотреть на водопад, а затем перенести взгляд на камни, то создастся иллюзия того, что камни «ползут» вверх, то есть в противоположном потоку воды направлении. Сейчас ученые могу более предметно объяснить этот феномен тем, что во время отслеживания воды нейроны в головном мозге приспосабливаются к движущемуся изображению. Когда же картинка меняется, нейроны продолжают ее чрезмерно «компенсировать», что и создает эффект движения в обратном направлении.
Сдвиг познания
Прорыв же в изучении вопроса случился в XIX веке, когда ученые принялись создавать простые картинки, вызывающие визуальные иллюзии и тем самым проливающие свет на то, как мозг воспринимает узоры, форму и цвет. Так, иллюзия Эббингауза демонстрирует, что наш мозг склонен судить о размерах объекта, исходя из параметров смежных ему фигур. Оранжевые круги на картинке, например, одного и того же размера, но с ходу так и не скажешь.
Глубинное зрение
В то же время иллюзия Понзо показала, что контекст также имеет важное значение при восприятии изображения. Вот и линии одинакового размера могут показаться разными, если расположить их между двумя сходящимися полосами. Это демонстрирует то, как наш мозг пытается переложить эффекты из реальной жизни (перспектива на уходящие вдаль рельсы) на плоскую картинку, где верхняя полоса якобы тоже должна располагаться дальше от нас.
Заточенный разум
По тем же причинам линии в иллюзии Мюллера-Лайера кажутся разной длины — стрелки на их концах обманывают мозг, заставляя рассматривать картину в перспективе. Проще всего проиллюстрировать этот эффект в реальной жизни, когда вы смотрите на угол комнаты в том месте, где он встречается с потолком, образуя три сходящиеся в точку линии.
Необъяснимый эффект полоски
Первым, кто без задней мысли противопоставил вертикальные полоски горизонтальным в вопросе о том, на какой фигуре и как они будут смотреться, стал некто Герман фон Гельмгольц. В конце 1800-х он продемонстрировал, что квадрат из вертикальных линий выглядит короче и шире, чем аналогичная фигура из полос другой направленности. Исследователи считают, что это связано с тем, как мы оцениваем заполненное пространство, но почему это происходит именно так, они пока затрудняются ответить.
Скользкая дорожка универсальности
Несмотря на то, что первые теории и опыты с простейшими иллюзиями были интересны, экспериментально послушны и породили настоящий исследовательский бум в этом направлении, они спровоцировали и немало ошибочных попыток объединить все в одну концепцию. Позже окажется, что положение дел с восприятием намного сложнее, чем казалось пионерам области в самом начале.
Воспиятие XX века
Начало нового века принесло совсем немного открытий в области иллюзий, но постоянный поиск позволил сделать некоторые интересные выводы относительно восприятия. Позже технологический прогресс позволил Дэвиду Хьюбелу и Торстену Визелю обнаружить, что некоторые нейроны в участке коры головного мозга, ответственной за зрение, активизируются только тогда, когда объекты в поле зрения находятся строго под определенным углом. Данное открытие принесло им Нобелевскую премию в 1981 году.
Художественная составляющая
Такую перспективную область воздействия на человеческое восприятие, конечно, не могло обойти вниманием и современное искусство. В 1960-70-х годах сформировалось целое направление оптического искусства, отцом которого по праву считается художник-график Виктор Вазарели. Его работы изучаются учеными до сих пор, то и дело провоцируя небесспорные открытия вроде того, что мозг идентифицирует формы с использованием углов, а не линий (исходя из его «иллюзии вложенных квадратов»).
Гадание на действительности
К началу XXI века ученые подошли с еще одной теорией, которая базировалась на принципе попыток мозга предсказать будущее, чтобы компенсировать задержку между событием и нашим его восприятием. Именно этим можно было бы объяснить возникновение многих иллюзий, а наше обычное состояние охарактеризовать как ожидание предугаданной действительности.
Эволюция в движении
Согласно исследованию нейробиолога Марка Чингизи, целый класс классических геометрических иллюзий полностью укладывается в эту теорию, в том числе и иллюзия Геринга. В ней радиальные линии, воспринимающиеся глубинной поверхностью глаза, создают эффект движения вперед, при котором предметы на нашем пути обтекают органы зрения.
Техника в помощь познанию
В целом современные технологические средства немало способствовали изучению того, какие физические проявления сопровождают возникновение иллюзии. Так, при помощи наблюдения за направлением взгляда удалось установить, в какой именно момент наступает переключение мозга между восприятием разнорасположенности Куба Неккера.
Конкурирующие нейроны
Следующей иллюзии под названием сетка Германна более ста лет, но только недавно ученым удалось выдвинуть более-менее убедительную теорию относительно того, почему серые точки появляются в пересечении абсолютно белых линий. Исследование мозга показало, что нейроны в нем конкурируют между собой за возможность увидеть темные и светлые участки изображения с «побочным эффектом» в виде серых областей.
Новые грани иллюзий
Но даже если мы знаем, что различные участки мозга отвечают за восприятие цвета, формы, движения и текстуры, то остается загадкой, как мозг кодирует и объединяет эту информацию в целостную картину. Для того, чтобы иметь возможность изучать мозг на все новых примерах, ученые около 10 лет назад даже учредили ежегодный конкурс на лучшую оптическую иллюзию. Работы победителей не всегда представляют из себя что-то кардинально новое, но неизменно приоткрывают иные стороны давно известных фактов. Например, классический эффект Эббингхауза в данном видеопредставлении победителя 2014 года позволил по-другому взглянуть на восприятие размеров объекта в контексте постоянно меняющегося положения в пространстве. С нетерпением ждем, когда 3D-технологии и виртуальная реальность подключатся к гонке за главный приз.
Все еще актуальная классика
Впрочем, даже давно известные иллюзии еще способны удивлять в свете вновь открывающихся знаний. Так, нейробиолог Сусана Мартинес-Конде, взяв в оборот работу Гельмгольца о быстрых движениях глаз названных саккардами, предположила, что именно они могут объяснить то, почему мы видим змееобразное движение в статичной картинке выше. Информация, поступающая от органов зрения, попросту перегружает анализаторы, заставляя их думать, что происходит движение. С каждым новым саккардом цикл повторяется, но стоит только сознательно зафиксировать положение глаза, как мозг понимает, что его «дурили» и эффект пропадает.
Ставка вслепую
Все эти исследования указывают на одно: наша зрительная система пока еще слишком ограничена для восприятия всего потока информации от глаз. Нейробиологи утверждают, что «идеальный» и работающий без погрешностей мозг должен быть в десятки и сотни раз больше того, что есть у человека сейчас. Но, раз приходится выбирать из имеющегося, кора головного мозга вынуждена порой играть почти вслепую, делая «ставку» на наиболее вероятное толкование ситуации. Вследствие этого порой и могут возникнуть оптические иллюзии, особенно, если для их появления созданы все условия, в реальной жизни практически не происходящие.
