Оптические иллюзии — невероятно и потрясающе!

Мы с детства привыкли считать, что наши органы чувств — это источник самой достоверной информации. Если что-то видел — то это абсолютно точно существует и именно в таком виде и никак не иначе. Так ли это? На самом деле, мы являемся в некотором роде заложниками нашего мозга, который зачастую принимает решение о том, что нам показывать и как, основываясь на жизненном опыте. Бо̀льшая часть информации, которую мы воспринимаем, проходит через своеобразный фильтр уже виденного, слышанного, актуального и не очень. Всё, что доходит до нашего сознания — это уже всего лишь интерпретация той информации, которая была воспринята органами чувств. И если чего-то нам не удалось увидеть, почувствовать, пережить ранее во времена, когда наш мозг был еще пластичен — как знать, будет ли шанс не пройти мимо чего-то действительно важного позже?

В качестве примера, как может отличаться от действительности то, что в результате доходит до нашего сознания, предлагаем рассмотреть несколько оптических иллюзий.

НЕ КРАСНАЯ КЛУБНИКА

Глядя на эту фотографию, вы можете подумать: «Что может быть необычного в этой картинке, кроме бирюзового фильтра?» А то, что здесь нет ни одного красного пикселя (более подробное объяснение, что имеется в виду, здесь). Как же мы видим ее красной? На самом деле, наш мозг, исходя из опыта, знает, что клубника красного цвета и дополняет этим знанием визуальное изображение. Этот феномен имеет название «цветопостоянство» [1] — особенность восприятия цвета, благодаря которой мы воспринимаем объект одинаково окрашенным в разных световых условиях.

ИЛЛЮЗИЯ СТЕНЫ КАФЕ

С первого взгляда кажется, что серые линии между черными и белыми прямоугольниками расположены под углом, но, хорошенько присмотревшись, вы сможете увидеть, что они параллельны.

Эта иллюзия названа так в честь места ее открытия — одна из стен кафе в городе Бристоль представляла собой сочетание белых и черных кирпичиков, разделенных серой полоской раствора. Предположительно, причина иллюзии кроется в несовершенстве механизма взаимодействия между нейронами зрительной коры, которые задействованы в интерпретацию информации об ориентации в пространстве [2].

ИЛЛЮЗИЯ КИРПИЧНОЙ ДОРОГИ

Эти две фотографии идентичны. Однако, мы видим, что дороги, запечатленные на фото, расходятся под разными углами. По мнению создателей иллюзии, это происходит оттого, что мозг воспринимает две фотографии как одну, следовательно, основываясь на опыте, «корректирует» и тем самым придает им слегка разные направления.

ИЛЛЮЗИЯ СЛЕПОТЫ К КРИВИЗНЕ

Большинство людей, глядя на рисунок на сером фоне, будут видеть попарно расположенные параллельные линии — волнистые и угловатые. Иллюзия в том, что и те, и другие — волнистые. Это явление называется слепота к кривизне.

Чтобы проявился этот эффект, необходимо особенное сочетание факторов:

• комбинация цветов: на белом и чёрном фоне все линии выглядят волнистыми;
• те линии, которые мы видим угловатыми, содержат темные и светлые участки, расположенные точно между пиками и впадинами, в то время как в волнистых линиях чередование светлых и темно-серых участков охватывает пики и впадины, что помогает подчеркнуть «волнистость»;
• эффект слепоты к кривизне проявляется на мягких, плавных волнах, в то время как более крутые, с острыми углами, нарушают эффект.

Эта иллюзия предположительно связана с дисбалансом и конкуренцией в механизмах, лежащих в основе восприятия кривых и углов, и распознавание острых углов является более доминирующим в нашей зрительной системе [3].

ВРАЩАЮЩАЯСЯ ТАНЦОВЩИЦА

В какую сторону вращается девушка на центральной картинке? По часовой стрелке или против? Или в то время, как вы пытались это понять, она начала вращаться в другую сторону?

Вращающаяся танцовщица — пример неоднозначного изображения, а также феномена бистабильного восприятия [4]. На этой картинке не хватает информации об объеме, чтобы точно ответить на вопрос о том, в какую сторону происходит движение. Но наш мозг самостоятельно заполняет эту нехватку и делает это случайным образом. В том случае, если изображение слишком неоднозначно для одной интерпретации, мозг будет переключаться с одной интерпретации на другую, но никогда на обе одновременно.

ТАНЦУЮЩИЕ ТОЧКИ

На этой картинке каждая четвертая горизонтальная линия содержит черные точки. Вам никогда не удастся увидеть все эти точки одновременно. Это связано с «латеральным (боковым) ингибированием» — явлением, при котором возбуждение одного из нейронов гасит активность соседних нейронов [5]. Это позволяет возбужденному нейрону активироваться более интенсивно — чем меньшее количество соседних нейронов активны, тем сильнее активируется один конкретный нейрон. Выглядит, как нечто, ограничивающее наши возможности, правда? Однако этот процесс улучшает способность нашей зрительной системы различать границы, края поверхностей. Нейроны, получающие стимул от края, активируются сильнее, чем нейроны, получающие стимул от середины поверхности. Нейроны «края» ингибируются соседями только с одной стороны, противоположной краю, нейроны «середины» ингибируются со всех сторон. Таким образом, латеральное ингибирование делает края поверхностей более выразительными.

ИЛЛЮЗИЯ НЕОДНОЗНАЧНЫХ ЦИЛИНДРОВ

Да, вы все увидели так, как задумано — цилиндры однозначно квадратной формы превращаются в цилиндры однозначно круглой формы, когда мы смотрим на них в зеркале. Секрет прост — сечение цилиндров и не круглое, и не квадратное, а имеет среднюю между ними форму, также верхушки цилиндров имеют выпуклые и вогнутые участки. Наш мозг не способен правильно интерпретировать подобный дизайн, и «корректирует» его до более привычных форм.

ЭФФЕКТ ТРОКСЛЕРА

Если вы расфокусируете взгляд и направите все свое внимание на черную точку в центре изображения, то по прошествии нескольких секунд цвета на картинке начнут исчезать один за другим. Итак, вы испытали на себе эффект Трокслера (или эффект перцептивного выцветания), основной причиной которого ранее считалось привыкание нейронов к неподвижному изображению на периферии взгляда и последующее «игнорирование» этого изображения. По последним научным данным, это происходит не только за счет адаптации зрительных нейронов, но и за счет работы кортикальных областей мозга [6]!

ИЛЛЮЗИЯ «ЯННИ-ЛОРЕЛ»

Что вы слышите — Yanny или Laurel? Перед вами еще один пример неоднозначной иллюзии, на этот раз аудиальной. В этой аудиозаписи 56% из более чем 500 000 проголосовавших в опросе на твиттере слышат мужчину, произносящего «Лорел», а 44% слышат женщину, произносящую «Янни». У науки пока нет точного ответа, почему это происходит, но эксперты объясняют следующим образом: поскольку запись является довольно шумной, у мозга появляется потребность в заполнении «пробелов», и как в случае с вращающейся танцовщицей, он делает это на основе предыдущего опыта, выбирая тот тембр, который предположительно может нести более важную информацию.

И, на закуску, видеозапись лекции Анила Сета (профессор Сассекского университета, специалист в области когнитивной и компьютерной нейронауки) под названием «Как мозг галлюцинирует нашу реальность». Приятного просмотра! :)

СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ ПУБЛИКАЦИЙ:

1. «Color constancy,» Wikipedia, the free encyclopedia, Updated 25 December 2018.
2. T. Takeuchi, «The effect of eccentricity and the adapting level on the café wall illusion,» Perception & Psychophysics, vol. 67, no. 7, p. 1113–1127, 2005.
3. K. Takahashi, «Curvature Blindness Illusion,» i-Perception, vol. 8, no. 6, 2017.
4. «Multistable perception,» Wikipedia, the free encyclopedia, Updated 1 September 2018.
5. «Lateral inhibition,» Wikipedia, the free encyclopedia, Updated 14 September 2018.
6. P.-J. Hsieh и P. Tse, «Illusory color mixing upon perceptual fading and filling-in does not result in ‘forbidden colors’,» Vision Research, т. 46, № 14, pp. 2251-2258, 2006.