optikai csalódás vizuális illúzió fiziológiai illúziók

Átírás

1 Optikai csalódás Egy optikai csalódást (más néven vizuális illúziót) vizuálisan észlelt képek jellemeznek, melyek eltérnek az objektív valóságtól. A szem által győjtött információ az agyban kerül feldolgozásra, hogy egy olyan észleletet adjon, ami nem egyezik az ingerforrás egy fizikai mértékével. Három fı típust különböztetünk meg: szó szerinti optikai csalódásokat, melyek olyan képeket hoznak létre, melyek különböznek azoktól a tárgyaktól, amelyek kiváltják ıket; fiziológiai illúziókat, melyek hatást gyakorolnak a szemek és az agy egy jellegzetes típusának túlzott ingerlésére (világosság, dılés, szín, mozgás); és kognitív illúziókat, ahol a szem és az agy tudattalan következtetéseket von le. Ezek elme játékokként is ismertek lehetnek. Fiziológiai illúziók A fiziológiai illúziók, mint a ragyogó fényeket követı utóképek vagy a túlzottan hosszan váltakozó minták adaptálódó ingerei (feltételes perceptuális utóhatás), feltehetıleg hatást gyakorolnak a szemek és az agy egy jellegzetes típusának túlzott ingerlésére világosság, dılés, szín, mozgás stb. Az elmélet szerint az ingereknek egyéni meghatározott idegi útjai vannak a vizuális folyamat korai szakaszaiban, és csak egy, vagy egy néhány csatorna ismétlıdı ingerlése okoz egy fiziológiás egyensúlybillenést, amely módosítja az észlelést. A Hermann-rács illúzió és a Mach-sávok olyan illúziók, melyek a legjobban egy biológiai megközelítést használva magyarázhatóak meg. A laterális gátlást a retina receptív mezejében, ahol a világos és sötét receptorok versenyeznek egymással, hogy aktívvá váljanak, arra használták, hogy megmagyarázza, hogy miért látunk nagyobb fényerejő sávokat egy színkülönbség pereménél, amikor a Mach-sávokat nézzük. Ha már a receptor aktív, akkor gátolja a szomszédos receptorokat. Ez a gátlás ellentétet teremt, kiemelve a peremeket. A Hermann-rács illúzióban a gátló válasz miatt szürke pontok jelennek meg a metszéspontokban a megnövekedett sötét környezet eredményeként [1]. A Hermann-rács illúzió

2 megmagyarázására a laterális gátlást is használták, de megcáfolták. Az optikai csalódások újabb empirikus megközelítései némi sikerrel jártak az olyan optikaijelenségek megmagyarázásában, melyekkel a laterális gátláson alapuló elméletek küszködtek (pl. Howe és munkatársai, 2005 [2] ). Kognitív illúziók Hermann Helmholtz ötlete vetette fel elıször a 19. században, hogy a kognitív illúziók, melyekrıl feltételezték, hogy a világról alkotott hipotézisekkel együtt a kölcsönhatásokból származnak, tudattalan következtetések felé vezetnek. A kognitív illúziókat gyakran osztják fel a következık szerint: kettıs jelentéső illúziók, torzító illúziók, paradox illúziók, vagy képzelt illúziók. 1. A kettıs jelentéső illúziók olyan képek vagy tárgyak, melyek egy perceptuális kapcsolót váltanak ki az alternatív értelmezések között. A Necker kocka egy jól ismert példa; egy másik példa erre az esetre a Rubin serleg. 2. A torzító illúziókat a méret, a hossz vagy a görbület torzulásai jellemzik. Egy feltőnı példa a kávéház-fal illúzió. Egy másik példa a híres Müller-Lyer-illúzió. A Müller-Lyer optikai csalódás nyilakkal. Az ábra alsó és felsı részén is a nyilak egyforma hosszúak, az ábra alsó része ezt demonstrálja is.

3 A Müller-Lyer-hatás, amikor nem csupán illúzió 3. A paradox illúziókat olyan tárgyak váltják ki, melyek paradoxak vagy lehetetlenek, mint például a Penrose-háromszögben vagy a lehetetlen lépcsısorokban láthatjuk, például M. C. Escher Növekvı és csökkenı címő munkájában és a Vízesésben. A háromszög egy olyan illúzió, mely egy kognitív félreértésen alapul, miszerint a szomszédos éleknek csatlakozniuk kell. 4. A képzelt illúziót úgy határozták meg, mint az olyan tárgyak érzékelését, melyek valójában nincsenek ott, csak egy megfigyelı észleli; például skizofrénia vagy egy hallucinogénválthatja ki. Ezeket helyesebben hallucinációknak nevezzük.

4 A kognitív illúziók magyarázatai Perceptuális szervezés Kacsa-nyúl illúzió Ahhoz, hogy a világot megértsük, fontos, hogy a bejövı érzékleteket értelmes információkká szervezzük. A Gestalt-pszichológusok úgy vélik, hogy az egyik módja annak, hogy ez megvalósuljon, az egyéni szenzoros ingerek észlelése, mint egy egységes egész által lehetséges. A Gestalt szervezıdés több illúzió megmagyarázására használható, beleértve a kacsa-nyúl illúziót, ahol a kép egésze oda-vissza kapcsol holkacsát, hol nyulat mutatva; és azt is megmagyarázza, hogy az alak-terület illúzióban miért cserélhetı fel az alak és a terület. Kanizsa-háromszög Ezen túlmenıen, a Gestalt-elmélet használható az Kanizsa-háromszög látszólagos kontúrjainak magyarázatára is. A lebegı fehér háromszög, amely nem létezik, látható. Az agy szükséglete, hogy ismert egyszerő tárgyakat lásson, és a tendenciája, hogy egy teljes képet hozzon létre különálló elemekbıl. [3] A Gestalt szó formát vagy alakot jelent a német nyelvben. Ugyanakkor a Kanizsa-háromszög másik magyarázata az evolúciós pszichológián alapszik és a tényen, hogy a túlélés érdekében fontos volt, hogy lássunk formákat és éleket. A perceptuális szervezés gyakorlati alkalmazása, mely értelmet teremt az ingerekbıl, más jól ismert illúzióknak is az alapelve, beleértve a lehetetlen tárgyakat. Az agyunk értelmet ad az alakoknak

5 és a szimbólumoknak, összetéve ıket, mint egy képkirakós játék, megalkotva, ami nincs ott és azt, ami hihetı. Mélység- és mozgásészlelés Ponzo-illúzió Az illúziók alapja lehet egy egyén azon képessége, hogy három dimenzióban lásson, annak ellenére, hogy a retinára vetült kép csak kétdimenziós. A Ponzo-illúzió egy olyan illúzióra példa, amely a mélységészlelés monokuláris jegyeit használja, hogy a szemet megtévessze. A Ponzo-illúzióban az összetartó párhuzamos egyenesek azt mondatják az agynak, hogy a látómezıben magasabban fekvı kép távolabb található, tehát az agy a képet nagyobbnak érzékeli, bár a retinára vetülı két kép azonos mérető. A diorama/hamis perspektívában látható optikai illúzió kihasználja azt a feltételezést, mely a mélységészlelés monokuláris jegyein alapul. M. C. Escher Vízesés címő festménye hasznosítja a mélység és a közelség szabályait, valamint a fizikai világ által teremtett illúzió értelmét. Mint a mélységészlelés, a mozgásészlelés is több érzékszervi illúzióért felelıs. Az animációs film azon az illúzión alapul, hogy az agy egy kissé eltérı képekbıl álló sorozatot érzékel, amelyeket egy gyors egymásutánban hoznak létre, mint egy mozgókép. Hasonlóképpen, ha úgy mozgunk, ahogyan mozognánk, ha egy jármőben ülnénk, a körülöttünk lévı mozdulatlan tárgyak úgy tőnnek, mintha mozognának. Azt is észlelhetjük, hogy egy nagy tárgy, mint egy repülıgép, sokkal lassabban mozog, mint a kisebb tárgyak, például egy autó, bár a nagy objektum halad ténylegesen gyorsabban. A phi-jelenség egy másik példa arra, hogyan észleli az agyunk a mozgást, amelyet leggyakrabban szoros egymásutánban felvillanó fények hoznak létre. Szín- és fényerı állandóságok

6 A háttér színe sötét szürke és világos szürke árnyalatok között változik. A középen fekvı sáv szintén többszínőnek látszik, azonban az egyszínő. A perceptuális állandóságok az illúziók forrásai. A szín állandóság és a fényerı állandóság felelısek azért a tényért, hogy egy ismert tárgy azonos színben jelenik meg, a róla visszaverıdı fény mennyiségétıl vagy színétıl függetlenül. A szín- vagy kontrasztkülönbség egy illúziója létrehozható, ha megváltozik annak a területnek a fényerıssége vagy színe, amely körbeveszi a tárgyat. A tárgy kontrasztja sötétebbnek fog látszani egy fekete mezıvel szemben, ami kevesebb fényt ver vissza, összehasonlítva egy fehér mezıvel, annak ellenére, hogy a tárgynak magának nem változott a színe. Hasonlóképpen a szem ki fogja egyenlíti a színárnyalattól függıen a színkontrasztot a környezı területen. Tárgyállandóság Mint a szín esetében, az agynak megvan a képessége arra, hogy ismert tárgyakat értelmezzen, melyek egységes alakúak vagy méretőek. Például egy ajtót téglalapnak észlelünk, függetlenül attól, hogy hogyan változhat a kép a retinán, amikor az ajtó nyitva van vagy zárva. Az ismeretlen tárgyak viszont nem mindig követik az alakállandóság szabályait és megváltozhatnak, amikor megváltozik a perspektíva. Shepard változó asztal illúziója [4] egy olyan illúzióra példa, amely az alakállandóság torzulásain alapszik. Jövı észlelés Mark Changizi, aki a New York-i Rensselaer Polytechnic Institute kutatója, azt állítja, hogy az optikai illúziók egy idegi késés következtében jönnek létre, melyet a legtöbb ember megtapasztal ébrenléti állapotban. Amikor fény éri a retinát, körülbelül egy tizedmásodperc telik el, mielıtt az agy átalakítaná a jelet vizuális percepcióvá a világról. A tudósok számára ismert a késés, mégis vitatkoznak afelett, hogy az emberek hogyan kompenzálják azt; néhány javaslat szerint, a motoros rendszerünk valamiképpen módosítja a mozgásainkat, hogy ellensúlyozza a késedelmet.

7 Changizi állítja, hogy az emberi látórendszer olyan módon alakult ki, hogy kompenzálja az idegi késéseket, létrehozván olyan képeket, hogy mi fog történni egy másodperc tizedrésze alatt a jövıben. Ez az elıkép teszi képessé az embereket arra, hogy reagáljanak a jelen eseményeire. Ez teszi lehetıvé az emberek számára, hogy visszaható cselekedeteket hajtsanak végre, mint egy repülı labdát elkapni, és könnyedén keresztül manıverezni egy tömegen. Akkor jelentkeznek illúziók, amikor az agyunk megkísérli észlelni a jövıt, és ezek az észleletek nem egyeznek a valósággal. Például, az úgynevezett Hering-illúzió úgy néz ki, mintha egy központi pont körül kerékpárküllık lennének, függıleges vonalakat alkotva minden oldalán ennek a központnak, amit eltőnési pontnak is neveznek. Az illúzió rászed minket, hogy azt gondoljuk, hogy mi mozgunk elırefelé, és ezért bekapcsolja a jövıt látó képességünket. Mivel valójában nem mozgunk és az alak állandó, tévesen az egyenes vonalakat görbének észleljük. Changizi: Az evolúció látta, hogy a geometriai rajzok, mint ez, elıérzeteket csal ki belılünk a közeljövıt illetıen. Egy eltőnési pont (a küllık) felé összetartó egyenesek olyan célzások, amelyek megtévesztik az agyunkat, arra a gondolatra késztetve minket, hogy mi mozgunk elırefelé ahogyan a való világban tennénk, ahol az ajtókeret (egy pár függıleges egyenes) összeérni látszik, ahogy áthaladunk rajta - és megpróbáljuk észlelni, hogy az a világ hogyan fog kinézni a következı pillanatban. [5] A táncoló alak forgása egyaránt látható az óramutató járásával egyezı és ellentétes irányban A hipotézis szerint a vizuális illúziók az idegi kör miatt léteznek az idegi tanulás által egy rendszerré kifejlıdve a látórendszerünkben, amely rendszer nagyon hatékonyan értelmezi a szokásos háromdimenziós tereket, melyek a leegyszerősített modellek megjelenésére alapoznak azagyunkban, melyek felgyorsítják az értelmezési eljárást,

8 de okot adnak az optikai csalódásokra szokatlan helyzetekben. Ebben az értelemben a kognitív folyamatok hipotézist az optikai csalódások megértésének kereteként tekinthetjük, mint ahogy az elképzelés aláírása tapasztalatistatisztikai módon kialakult, hogy megoldja az inverz problémát. [6] A kutatások azt mutatják, hogy a háromdimenziós látási képességek a mozgások tervezésével közösen jelennek meg és együtt tanultak. Egy hosszú tanulási folyamat után felbukkan a világ egy belsı reprezentációja, amely megfelelıen alkalmazkodik az észlelt jelhez, amely a közelebbi tárgyakból érkezik. A horizonthoz közelebb esı távoli tárgyak reprezentációi kevésbé megfelelıek. Valójában nem csupán a Holdaz, ami nagyobbnak tőnik, amikor felismerjük a horizont közelében. Egy távoli tájról készült fényképen az összes távoli tárgyat kisebbnek észlelünk, mint amikor megfigyeljük ıket közvetlenül a látásunkat használva. A retinális kép a látáshoz vezetı fı forrás, de amit látunk, az az elıttünk levı térnek egy virtuális háromdimenziós reprezentációja. Nem látjuk a világ fizikai képét. Tárgyakat látunk; és a fizikai világ nem önmaga vált szét tárgyakká. Aszerint látjuk a tárgyakat, miként az agyunk rendezi ıket. A tárgyak nevei, színei, megszokott formái és egyéb információi, amelyeket látunk, azonnal felbukkannak az idegi körünkbıl és befolyásolják a téri reprezentációt. Látjuk a legfontosabb információkat a legjobb háromdimenziós kép elemeirıl, amelyet az idegi hálózatunk létrehozhat. Akkor keletkeznek illúziók, amikor a látvány tudattalan elemzését tartalmazó ítéletek ellentétben állnak az ésszerő szempontokkal.