Иллюзии что это: Что иллюзии могут рассказать о работе сознания?

Что такое оптические иллюзии?, Vizex

Оптические иллюзии — оптический «обман» мозга. Глаз видит изображение одного объекта, однако мозг воспринимает этот объект по другому. Когда орган зрения получает картинку, задействуется большое количество процессов в коре головного мозга. Человек анализирует изображение, как компьютер, — в частности,  начинает соотносить расположение основных граней и углов, структур цвета или позиций источника света. Во многих случаях данный анализ бессознательно является неточным — происходит коррекция зрительных образов.

Типы оптических иллюзий

Иллюзии восприятия цвета — в основе этих оптических иллюзий заложен принцип одинакового освещение объектов. Однако  мозг воспринимает объекты так, будто они имеют различные оттенки и цвета.

Иллюзии движения позволяют «оживить» статические и неподвижные картинки. Изображение начинает двигаться или вертеться в одну, затем — в другую сторону (ярким примером служит иллюзия вращающейся вокруг своей оси девушки). Существуют изображения, которые пульсируют, хотя на самом деле — это статический рисунок.

Невозможные фигуры — обычный рисунок, где можно заметить много различных парадоксов, если присмотреться повнимательнее. Одним из первых подобные рисунки начал создавать известный голландский график Морис Корнелис Эшер.

Иллюзии восприятия глубины — неадекватное восприятие элемента и его свойств. Наиболее изученными являются иллюзии при рассматривании двухмерных контурных изображений. Мозг бессознательно видит рисунки только одновипуклыми или одновгнутыми. Восприятие зависит от направления внешнего освещения.

Иллюзии восприятия размера — определение реальных величин сильно зависит от характера фона изображения. В частности, это относится к длине, площади, радиусу кривизны, углам, форме и т.д.

Перевернутые изображения — иллюзии, при которых вид изображенного лица зависит от направления взгляда.

Стерео-иллюзии — стереопары, наложенные на периодическую структуру. Позволяют наблюдать стереоизображение так же, как и обычную стереопару. Периодическое изображение облегчает «разведение» глаз, как правило — на бесконечность, и дает возможность увидеть стереоизображение после фокусировки глаз на глубину нескольких десятков сантиметров. Изображения стереопары частично совмещаются, снимая ограничения на их размер, но накладывая некоторые ограничения на содержание рисунка. Эффект практически рассчитывается с помощью компьютеров.

Парейдоличные иллюзии — это иллюзорное восприятие реального объекта при его рассматривании. Например, глядя на облака, можно увидеть фантастические пейзажи, лица людей и зверей.

Иллюзии восприятия

Иллюзии — это ложное или искаженное восприятие окружающей действительности, которое заставляет воспринимающего испытывать чувственные впечатления, не соответствующие действительности, и склоняет его к ошибочным суждениям об объекте восприятия. Термин «искаженное» означает, что видимое (или слышимое, осязаемое) нами не соответствует объективной ситуации; искажение может быть устранено, например, при помощи измерения. В хорошо известной иллюзии Мюллера – Лайера две горизонтальные линии (или стрелы) равны по длине, но линия с расходящимися вовне наконечниками кажется длиннее. С учетом приведенного выше определения можно выделить два типа иллюзий: те, которые основываются на определенных физических условиях, и те, которые обусловлены психологически.

Примерами иллюзий первого типа могут служить миражи или искажение предметов при восприятии их в воде или через призму. Объяснение таких иллюзий лежит вне психологии.

В настоящее время нет общепринятой психологической классификации иллюзий восприятия. Иллюзии имеют место во всех сенсорных модальностях. Лучше остальных изучены зрительные иллюзии, например иллюзия Мюллера – Лайера.

Примером проприоцептивной иллюзии может служить «пьяная» походка бывалого моряка, которому палуба кажется устойчивой, а земля уходит из-под ног, как палуба при сильной вертикальной качке. Элемент неопределенности несет в себе локализация звука, например «эффект чревовещателя», или приписывание голоса кукле, а не артисту.

Вкусовые иллюзии относятся к иллюзиям контраста: в данном случае вкус одного вещества влияет на последующие вкусовые ощущения. Например, соль может придать чистой воде кислый вкус, а сахароза заставить ее горчить.

Для объяснения иллюзий был выдвинут целый ряд теорий. По мнению И. Рока, наиболее пригодной для этой цели является гештальтпсихология, так как она указывает на ошибочность гипотезы константности.

С точки зрения данной теории иллюзии не являются чем-то аномальным или неожиданным: восприятие зависит не от отдельного стимула, а от их взаимодействия в зрительном поле. Например, если нейтральный цвет основан на соотношении интенсивностей соседних областей, то контраст будет хотя и иллюзорным, но предсказуемым.

Теория смещения, или ошибочного сравнения, объясняет возникновение иллюзий исходя из эффекта асимметрии. Например, иллюзия Мюллера – Лайера является скорее результатом удлиняющего эффекта расходящихся клиньев, чем сокращающего эффекта клиньев сходящихся.

Смотреть видео

Оптические иллюзии

Как наше зрение с удовольствием водит себя за нос

Человечество давно привыкло воспринимать мир, в котором оно существует, как неизменную данность, нечто осязаемо близкое и хорошо ему знакомое. Но в процессе своей эволюции и адаптации человеческий мозг научился великолепно обманывать нас самих, наше самосознание, создавая упрощенные модели реального мира. Несовершенство нашего бинокулярного зрения, бессознательные ложные суждения, целый каскад психологических стереотипов и других искажений картины мира являются причиной возникновения разного типа иллюзий. Они окутывают человека во всех сферах жизни: они связаны с его физиологией, психикой, жизнью в обществе и культурой. Именно поэтому незримо красной нитью через всю нашу жизнь проходит важнейший вопрос: стоит ли безоговорочно доверять всему, что мы видим и чувствуем?

Фрактальные спирали

Когда мы говорим о зрительных иллюзиях, необходимо отметить один важный факт: человеческий глаз, по сути, сам ничего не видит. Используя зрительный аппарат, глаз осуществляет сбор информации и по зрительному нерву направляет сигналы в мозг. Любое изображение, которое мы видим, представляет собой совокупность полей зрения – множества участков с различной яркостью. То, что мы называем зрением, с одной стороны, химические процессы, запускаемые воздействием света на колбочки и палочки, а с другой стороны – игры нашего сознания.

Зрение обладает способностью к адаптации яркости, контраста и цвета, а в сетчатке находятся фоторецепторные клетки, которые поглощают свет и преобразуют его в электрические сигналы, ведущие к мозгу.

Волнообразные зерна

Если на клетке слона прочтешь надпись «буйвол», не верь глазам своим, — писал Козьма Прутков. Мы привыкли полностью доверять глазам, ведь их, кажется, не проведешь. Но, увы, при всей важности зрения оно не такое уж и совершенное. Некоторые изображения способны обвести нас вокруг пальца и заставить увидеть движение там, где его на самом деле нет, или обмануться реальным размером объекта. А все потому, что видим мы не глазами, а нейронами мозга, который в целях экономии своих вычислительных мощностей сам рад обмануться.

«Времена года» и «Четыре элемента» (Арчимбольдо

В отличие от галлюцинаций, иллюзии восприятия присущи каждому человеку с нормальным состоянием психики. Говоря простыми словами, иллюзия — это искажение формы, цвета, положения в пространстве. Но каждый из этих признаков воспринимается не самостоятельно, а только в совокупности.

Таким образом, столкнувшись с оптической иллюзией, мы наблюдаем предмет или явление, которое не соответствует действительности, т.е. является оптическим обманом зрения.

В переводе с латыни слово «иллюзия» означает «ошибка, заблуждение». Это говорит о том, что иллюзии уже с древности рассматривались как некие сбои в работе зрительной системы. Изучением причин их возникновения на протяжении многих столетий занимались многие исследователи.

Некоторые зрительные иллюзии давно уже имеют стройное научное объяснение, другие же до сих пор остаются загадкой.

«Бельведер» (Эшер)

Еще во второй половине XIX — начале XX века было создано множество изображений, демонстрирующих наличие существенных ошибок при оценке размеров и форм геометрических фигур. В основе таких зрительных иллюзий лежит тот факт, что на формирование образа данного объекта всегда в большей или меньшей мере влияют объекты, располагающиеся рядом с ним в поле зрения. Другими словами, наше зрительное восприятие величины и формы объекта зависит от контекста, в котором он рассматривается. Это свойство нашего зрения было замечено очень давно. В частности, было обнаружено, что на воспринимаемую длину, кривизну и ориентацию линий большое влияние оказывают размеры фигур, в которые они включены, а также наличие прилегающих или пересекающих линий.

Эффекты оптических иллюзий нашли широкое применение в живописи – например, в работах Арчимбольдо (XVI век), Эшера (XX век) и Окампо (ХХ век).

«Старики/мексиканцы» Октавио Окампо

Ученые из Университета Флиндерса и Университета Южной Австралии попытались объяснить, почему люди по-разному воспринимают изображение на картине «Моя жена и моя теща» — одной из самых известных оптических иллюзий.

«Моя жена и моя теща»

Исследователи опросили почти 700 человек из 22 стран мира в возрасте старше 18 лет.

На полсекунды им показывали картину и спрашивали предполагаемый возраст человека, который изображен на ней.

Специалисты установили, что восприятие картины напрямую зависит от возраста респондента. Так, люди младше 30 лет были уверены, что на изображении показана молодая девушка, тогда как остальные отвечали, что видят пожилую даму.

Использование оптических иллюзий в архитектуре – прием, который начали применять еще в Древней Греции. Впечатляющий пример – Парфенон, главный храм афинского Акрополя. При строительстве Парфенона архитекторы сделали акцент на его колоннах. Равномерно уменьшив объем колонн у верхних и нижних оснований, строители добились зрительного ощущения четко выведенной вертикали. Использование подобного эффекта привело к тому, что строение кажется большим по размеру, чем на самом деле.

ПарфенонИллюзия «стена кафе»

В 1970 году исследователями из Бристольского университета была обнаружена оптическая иллюзия на мозаичной стене одного из кафе. Кажется, что серые линии между рядами черных и белых квадратов располагаются под углом, хотя они абсолютно параллельны. Мозг пытается встроить серые линии в мозаику, пририсовывая их к нижним или верхним квадратам.

Яркий пример «космической иллюзии» — знаменитое «лицо на Марсе». Образ, похожий на человеческое лицо, наделал много шума и породил гипотезы о своем инопланетном происхождении. На самом же деле отчетливо видимое лицо оказалось лишь игрой света и тени.

«Лицо на Марсе»

В то же время оптические иллюзии находят себе и практические применения.

При восприятии фигуры и фона мы склонны видеть прежде всего пятна меньшей площади, а также пятна более яркие. Чем больше контраст, тем лучше заметен объект и тем отчетливее видны его контур и форма. На этих принципах работает военный камуфляж. Но есть и более мирные направления.

Министерство транспорта Индии экспериментирует с трехмерными изображениями на дорогах для того, чтобы вынудить водителей сбавлять скорость.

Вместо «зебры» подъезжающий водитель видит на дороге вроде бы привычные белые полоски, но парящие в воздухе, словно какие-нибудь невесомые стропила.

«Невесомая зебра»

Как мы видим, несмотря на то, что наш мозг эффективно справляется с повседневными задачами, чтобы обмануть его, достаточно лишь нарушить сложившийся визуальный шаблон, использовать контрастные цвета или нужную перспективу.

Наше зрительное восприятие — процесс двойственный: то, что мы видим, складывается из внешнего воздействия на наши органы чувств и из наших знаний о мире. Но примерно на тех же принципах основан и другой, еще более захватывающий тип иллюзий — когнитивные искажения. Но об этом — в следующем номере!

 

 

 

 

 

 

Дмитрий Бурлуцкий

Почему оптические иллюзии обманывают наш мозг

Люди знакомы с оптическими иллюзиями на протяжении тысячелетий. Римляне делали 3D-мозаики для украшения дома, греки использовали перспективу, чтобы построить красивые пантеоны, и по крайней мере одна фигурка из камня времён палеолита изображает двух разных животных, которых можно увидеть в зависимости от точки зрения.

Мамонт и бизон

На пути от ваших глаз к мозгу многое может потеряться. В большинстве случаев эта система работает отлично. Ваши глаза стремительно и практически незаметно двигаются из стороны в сторону, доставляя мозгу разрозненные картинки происходящего. Мозг же упорядочивает их, определяет контекст, складывая кусочки головоломки в то, что имеет смысл.

Например, вы стоите на углу улицы, автомобили проезжают по пешеходному переходу, а светофор горит красным светом. Кусочки информации складываются в вывод: сейчас не самое лучшее время, чтобы переходить улицу. Чаще всего это работает отлично, но иногда, несмотря на то что ваши глаза отправляют визуальные сигналы, мозг в попытке расшифровать их делает ошибку.

В частности, так нередко происходит, когда в дело включаются шаблоны. Они необходимы нашему мозгу, чтобы быстрее обрабатывать информацию, затрачивая меньше энергии. Но эти же шаблоны могут ввести его в заблуждение.

Как вы можете заметить на изображении иллюзии с шахматной доской, мозг не любит менять шаблоны. Когда небольшие крапинки меняют шаблон единой шахматной клетки, мозг начинает интерпретировать их как большую выпуклость в центре доски.

Шахматная доска

Также мозг часто ошибается насчёт цвета. Один и тот же цвет может выглядеть по-разному на разных фонах. На изображении ниже оба глаза девочки одного цвета, но за счёт изменения фона один кажется голубым.

Иллюзия с цветом

Следующий оптический обман — иллюзия стены кафе (Cafe Wall Illusion).

Стена кафе

Исследователи из Бристольского университета обнаружили эту иллюзию в 1970 году благодаря мозаичной стене в кафе, из-за чего она и получила своё название.

Кажется, что серые линии между рядами чёрных и белых квадратов расположены под углом, но на самом деле они параллельны друг другу. Ваш мозг, сбитый с толку контрастными и близко расположенными квадратами, видит серые линии как часть мозаики, выше или ниже квадратов. В итоге создаётся иллюзия трапеции.

Учёные предполагают, что иллюзия создаётся за счёт совместного действия нейронных механизмов разных уровней: нейронов сетчатки и нейронов зрительной коры.

Схожий механизм действия и у иллюзии со стрелами: белые линии на самом деле параллельны, хотя и не кажутся таковыми. Но здесь мозг сбивает с толку контраст цветов.

Иллюзия со стрелами

Оптическая иллюзия может создаваться и за счёт перспективы, например как иллюзия с шахматной доской.

Иллюзия с перспективой

За счёт того, что мозг знаком с законами перспективы, вам кажется, что удалённая синяя линия длиннее, чем зелёная на переднем плане. На самом деле они одинаковы по длине.

Следующий вид оптических иллюзий — картинки, на которых можно найти два изображения.

Букет фиалок и лицо Наполеона

На этой картине в пустоте между цветами спрятаны лица Наполеона, его второй жены Марии-Луизы Австрийской и их сына. Такие изображения используются для развития внимания. Нашли лица?

Вот ещё одна картинка с двойным изображением, которая называется «Моя жена и тёща».

Жена и тёща

Она была придумана Уильямом Эли Хиллом (William Ely Hill) в 1915 году и опубликована в американском сатирическом журнале Puck.

Мозг также может дополнять картинки цветом, как в случае иллюзии с лисой.

Иллюзия с лисой

Если вы какое-то время посмотрите на левую часть картинки с лисой, а затем переведёте взгляд на правую, она из белой превратится в красноватую. Учёные до сих пор не знают, с чем связаны такие иллюзии.

Вот ещё одна иллюзия с цветом. Посмотрите на лицо женщины в течение 30 секунд, а затем переведите взгляд на белую стену.

Иллюзия с лицом женщины

В отличие от иллюзии с лисой, в этом случае мозг инвертирует цвета — вы видите на белом фоне, который выступает в роли киноэкрана, проекцию лица.

А вот наглядная демонстрация того, как наш мозг обрабатывает визуальную информацию. В этой непонятной мозаике лиц вы без особого труда узнаете Билла и Хиллари Клинтон.

Билл и Хиллари Клинтон

Мозг создаёт изображение из кусочков полученной информации. Без этой способности мы не могли бы водить машину или безопасно переходить дорогу.

А теперь попробуйте прочитать текст на картинке ниже.

Когда вы только учитесь читать, вы читаете каждую букву, но затем мозг запоминает целые слова, и во время чтения вы распознаёте их как цельный образ, скользя взглядом по первым и последним буквам.

Последняя иллюзия — два цветных куба. Оранжевый куб находится внутри или снаружи?

Иллюзия с кубом

В зависимости от вашей точки зрения, оранжевый куб может быть внутри голубого или парить снаружи. Эта иллюзия действует за счёт вашего восприятия глубины, а интерпретация картинки зависит от того, что ваш мозг посчитает верным.

Как видите, несмотря на то, что наш мозг отлично справляется с повседневными задачами, чтобы обмануть его, достаточно нарушить сложившийся шаблон, использовать контрастные цвета или нужную перспективу.

Как думаете, часто ли мозг обманывается таким образом в реальной жизни?

Что зрительные иллюзии могут рассказать о нашем мозге? — Моноклер

Рубрики : Наука, Нейронаука, Последние статьи

Оптические обманы, разные реальности и поведенческие выгоды ошибок зрения: невролог Бо Лотто рассказывает, как мозг создаёт зрительные иллюзии (оптические иллюзии) и почему на самом деле мир не такой, каким кажется.

Внимательно посмотрите на напольную плитку в приведённой ниже картинке. Сначала сосредоточьте своё внимание на плитке, которая находится непосредственно под комнатным растением, в тени стола. Затем посмотрите на плитку справа, которая находится за пределами стола. Какая из них ярче? Левая?

© Beau Lotto

Увы! На самом деле – и это вы можете увидеть на изображении ниже — цвета плитки идентичны. Этот трюк известен как иллюзия яркости. Мы воспринимаем объект на светлом фоне, как более тёмный, в отличие от того же объекта на тёмном фоне. Этот оптический обман происходит потому, что наши зрительные системы настроены на восприятие контрастов, которые помогают нам различать формы (например, наступающего хищника). Получается, что мы не всегда видим вещи такими, какие они есть.

© Beau Lotto

Как невролог, который изучает иллюзии в Университетском колледже Лондона, Бо Лотто знает всё о способах, с помощью которых мозг обманывает нас, искажает реальность ради нашего эволюционного преимущества. Журналист Nautil.us Клэр Кэмерон поговорила с ним о мошенническом характере восприятия и попыталась разобраться, сможем ли мы когда-нибудь увидеть мир таким, какой он есть. Моноклер переводит для вас эту беседу.

Прекрасная вещь, которой учат нас зрительные иллюзии и оптические обманы  —  что все, что мы делаем, основывается на предположении.

К.К.: Что иллюзия яркости рассказала  о том, как мы видим?

Б. Л.: Все, что мы делаем, связано с нашим восприятием. Наше переживание самих себя, других людей, мира – всё, о чём мы думаем, во что верим, что понимаем, начинается с восприятия. И яркость — это простой режим визуального восприятия, функция которого ограничивается простым – увидеть свет. Иллюзия яркости говорит нам, что даже на самом базовом уровне мы не можем видеть всё. Мозг не развился до способности видеть нечто абсолютное. Он эволюционировал до приобретения способности видеть отношения и смотреть, что более полезно с поведенческой точки зрения. Если это работает с яркостью, оно должно быть верным касательно разных вещей — вплоть до абстрактных концепций.

К.К.: Вы имеете в виду, что мы учимся ориентироваться в мире, распознавая модели?

Б. Л.: И да, и нет. Основная проблема заключается в том, что наш мозг эволюционировал, чтобы иметь дело с неопределенностью — неоднозначностью информации. Информация не рассказывает нам о себе; она не говорит нам, что делать. Поэтому первое, что мозг делает, когда вы смотрите на изображения, — он находит шаблон, который является ничем иным, как статистическим взаимоотношением. Шаблон, паттерн сам по себе не имеет смысла — так же, как и бессмысленное изображение, на которое вы смотрите. И у вас нет инструкций, что делать. Но по мере того, как вы взаимодействуете с миром, вы создаете либо «хорошее поведение», которое позволяет оставаться в живых, или «плохое поведение», которое ведёт к смерти. И ваш мозг связывает поведенческие значения с рисунком. Это поведенческая выгода, которую вы видите. Или это может быть поведенческая выгода, которую ваши предки видели задолго до вас. Как люди мы закодированы нашей культурной историей так же хорошо, как и эволюционной историей.

К.К.: Но можем ли мы найти доказательства этой кодировки в человеческом мозге?

Б. Л.: К сожалению, мы почти ничего не знаем о том, как всё это работает механически. Мы используем шмелей в качестве модели, потому что в их мозге содержится примерно миллион клеток по сравнению с нашими миллиардами. И они видят те же зрительные иллюзии, которые видим мы. Хотя механизмы могут быть разными, принципы останутся теми же самыми. Если мы сумеем понять принципы, то сможем понять механизмы и применить их к другим системам, таким как роботы.

К.К.: Вы создали носимое устройство под названием LumaKey, которое преобразует свет в звук. Зачем?

Б. Л.: Мы хотели создать новый вид опыта, который можно было бы зафиксировать. Физическая структура звука очень сильно отличается от физической структуры света. Когда мы переводим свет в звук, мозг также получает визуальную информацию, и мы можем видеть, как акустическая система создаёт это ощущение. Вопрос стоит таким образом: смогут ли люди начать «слышать» зрительные иллюзии? Это одна из причин, по которым мы создали LumaKey. Другая причина состоит в том, что потенциально это замечательный способ сочинять музыку.

К.К.: Можно ли изменить наше восприятие?

Б. Л.: Я думаю, да. Прекрасная вещь, которой учат нас зрительные иллюзии и оптические обманы  —  что все, что мы делаем, основывается на предположении. Если вы смотрите на иллюзию, не зная, что это иллюзия, вы испытываете ощущение реальности. Но как только я показываю вам, что это оптическая иллюзия, ваш мозг начинает делать что-то удивительное: он удерживает две реальности, которые в то же время являются взаимоисключающими. Две плитки выглядят разными, но я знаю, что они одинаковые. Концептуально это мало отличается от смысла фразы  «Я переживаю  одну реальность сегодня, но я могу себе представить другую реальность завтра». И единственный способ научиться видеть по-разному, — осознать это.

Источник: Nautil.us.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Похожие статьи

Как возникают оптические иллюзии?

Возможности организма человека настолько разнообразны и интересны с точки зрения науки, что многим людям до сих пор непонятны некоторые из них. Один из самых популярных вопросов, интересующих общество, — как возникают оптические иллюзии, или обман зрения.

 

Такие явления, как зрительные иллюзии (обман зрения), наука уже давно объяснила. Учёные провели необходимые исследования и теперь могут точно сказать, почему же мы видим не то, что есть на самом деле. Обман зрения — это ошибки зрительного восприятия, следствие наблюдения неточных образов, не осознаваемых разумом. Для понимания причин, из-за которых возникают такие явления, учёные изучают физиологию зрения и психологию зрительного восприятия. 

Причины феномена

Исследователи условно разделили факторы возникновения оптического обмана:

 

• ложная передача сигналов зрению при помощи нервов, вследствие чего мозг получает неверную информацию, приводя к искажённому изображению;
• отражающийся от других предметов свет, который неправильно воспринимает зрительная система, из-за чего человек получает эффект обмана зрения;
• временное нарушение мозговой деятельности, в связи с которым поступает недостоверная информация.

Есть и отдельные случаи, в которых иллюзия возникает сразу по нескольким причинам.

Какие бывают оптические обманы

 

Разновидностей иллюзий достаточно много. Учёные классифицировали их по разным признакам: восприятие размеров предметов, цветов, размеров фигур в зависимости от фона, кажущихся объектов, движения, глубины. Сюда же относятся условия, создаваемые природой. Кратко рассмотрим самые известные и интересные из всех.

Существуют такие оптические обманы, которые сотворила природа. Всем известный пример — мираж в пустыне. Человек, в свою очередь, тоже может создавать мнимые явления и объекты с помощью визуальных эффектов, например, парение в воздухе (левитация). Люди научились понимать природные обманы зрения, создавая также иллюзионные визуальные картинки.
Иллюзия восприятия цвета — один из самых известных видов, который возникает из-за особого строения сетчатки. 

Эффект ложного восприятия размера обусловлен тем, что зрение довольно часто неверно оценивает геометрические величины. В ходе одного исследования выявили, что наш глазомер может ошибаться на 25% в своих измерениях, поскольку сделанные им оценки сильно зависят от характера фона этих изображений.
Бывали случаи, когда на одно явление приходилось несколько вариантов научных объяснений. Это говорит о том, что в данной области ещё много всего неизученного и загадочного, несмотря на многолетние исследования.

Команда MagazinLinz.ru

Оптические иллюзии

Оптические иллюзии

Стефанцов М.Е. 1

---

1МАОУ «СОШ №154 г.Челябинска»

Быкова И.В. 1

---

1МАОУ «СОШ №154 г.Челябинска»

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Посредством глаза, а не глазом,

смотреть на мир умеет разум

Уильям Блейк

Введение

Изучение и объяснение оптических иллюзий является актуальным. Зрительные иллюзии очень интересный и необычный феномен, с которым может встретиться в жизни любой человек, но при этом не каждый знает и понимает, что с ним происходит. Столкнувшись с оптической иллюзией люди, наверняка, задают себе вопрос, почему же так получается, и пытаются раскрыть тайну этого явления.

Для меня стала интересна тема знания истинных причин иллюзий. Ведь знание причин помогает объяснить обманы зрения и даже устранить суеверия, с ними связанные. Большинство обманов зрения обусловлено тем, что мы не только смотрим, но и бессознательно рассуждаем.

Цель  состоит в том, чтобы изучить оптические иллюзии, ознакомиться с видами иллюзий и узнать как можно применять полученные знания в повседневной и научной деятельности. 
Объект – оптические иллюзии.
Предмет – виды оптических иллюзий и разнообразное использование оптических иллюзий в нашей жизни.
Гипотеза: оптические иллюзии это не вымысел, а реальность. Оптические иллюзии окружают нас повсюду и этот поразительный мир скрывает в себе не всегда секрет фокуса, а чаще это лишь обман зрения. 
Задачи:

Изучение понятия «оптические иллюзии».

На конкретных примерах раскрыть разновидности оптических иллюзий.

Исследовать применение оптических иллюзий в жизни.

Основная часть
С давних пор люди не только поражаются обманом зрения и забавляются зрительными иллюзиями, но и сознательно используют их в своей практической деятельности, пытаясь изобразить объёмные тела на плоскости так, чтобы чувствовалась глубина пространства.

Систематически изучать оптические иллюзии ученые начали примерно с середины XIX века, тогда же вошло в обиход это понятие. «Оптика» (от древне-греческого ὀπτική – появление или взгляд) – это раздел физики, изучающий природу света и взаимодействие света с веществом, в том числе с человеческим организмом. А слово «иллюзия» (от латинского illusio — заблуждение, обман) – указывает на искажение восприятия действительности, обман чувств.

Несмотря на то, что история научного изучения оптических иллюзий насчитывает около 150 лет, знакомы с этим явлением люди были еще в глубокой древности.

Сталкиваясь с разными природными иллюзиями, люди научились использовать в своих целях определенные оптические закономерности

В Древнем Риме дома украшали 3D мозаиками, а в Греции для постройки величественных пантеонов использовали перспективу.

Ошибки восприятия умели использовать ещё древние зодчие, когда создавали разные архитектурные формы. Чтобы скорректировать искажения, мастера прибегали к оптическим поправкам ещё на стадии проектирования сооружения. Они сознательно нарушали геометрию строения: изменяли пропорции, отклоняли элементы от вертикали или горизонтали, искривляли их контуры и т.п. Считается, что более всех преуспели в этом искусстве греки, научившиеся придавать архитектурным формам особую пластичность и выразительность (Приложение 1.Рис.1). Угловые колонны Парфенона афинского Акрополя кажутся по толщине одинаковыми с остальными, хотя диаметр их больше, также больше диаметр каждой колонны внизу, по сравнению с диаметром вверху, что придает сооружению особую величественность.

Оптические закономерности восприятия пространства были знакомы и древнерусским зодчим. Один из примеров – Троицкий собор в Троице-Сергиевой лавре, сооруженный в 1422 году (Приложение 1, Рис. 2). Его наружные стены имеют заметный наклон к центру здания, благодаря чему усиливается впечатление устойчивости всего строения. Барабан со щелевидными окнами, на котором возвышается купол храма, сужается кверху.

В XIX веке началось активное изучение закономерностей восприятия и особенностей органов чувств человека. Именно тогда исследователи стали классифицировать оптические иллюзии и анализировать причины их возникновения.

Вскоре оптическими иллюзиями увлеклись и художники – в 1950-х годах появилось целое направление в искусстве, посвященное оптическим иллюзиям – оп-арт (от английского opticalart – «оптическое искусство»).

Сегодня зрительные иллюзии активно используются в архитектуре, в дизайне, в искусстве (в том числе в популярном направлении стрит-арта), в цирковом искусстве, даже в военном деле.

Понятие оптической иллюзии

Что же такое оптическая иллюзия

Человеческий организм – сложнейшая саморегулирующая система. Наши органы чувств передают информацию об окружающем мире и изменениях вокруг, позволяя организму запоминать и по-своему интерпретировать результаты. Но иногда даже совершенная система может давать сбой и ошибаться.

Оптическая иллюзия, также зрительная иллюзия — ошибка в зрительном восприятии, вызванная неточностью или неадекватностью процессов неосознаваемой коррекции зрительного образа или попросту говоря оптический обман нашего мозга.

Когда наш глаз получает картинку – включается огромное количество процессов в нашем мозге. Мы начинаем анализировать этот процесс словно компьютер. Начинается анализ расположения основных граней и углов, структура цвета на виде или позиция источника света. И во многих случаях этот анализ неосознанно получается неточен – происходит коррекция зрительных образов

Наше восприятие зависит от освещения, угла зрения, фокусировки, игры цвета, теней и объема картинки. Оптические иллюзии – не плод воображения, не галлюцинация, а вполне реальная вещь, которую мы воспринимаем искаженной в силу разных причин.

Чаще всего глаз считают похожим на фотоаппарат или телекамеру, проецирующую внешние объекты на сетчатку глаза, которая является светочувствительной поверхностью. Мозг «смотрит» на эту картинку и «видит» всё, что нас окружает. Но это далеко не так.

Во-первых, изображение на сетчатке перевёрнуто.

Во-вторых, из-за несовершенных оптических свойств глаза, картинка на сетчатке расфокусирована, то есть размыта.

В-третьих, глаз совершает постоянные движения, значит, изображение находится в постоянной динамике.

В-четвёртых, глаз моргает приблизительно 15 раз в минуту, поэтому изображение через каждые 5 — 6 секунд престаёт проецироваться на сетчатку.

Так что же «видит» мозг? Поскольку человек обладает бинокулярным зрением, то фактически он видит два размытых, дёргающихся и периодически исчезающих изображения, а поэтому возникает проблема совмещения информации, поступающей через левый и правый глаз. Значит, оптические иллюзии — это действие, когда мы видим совершенно иное, чем оно есть на самом деле.

Основными причинами возникновения оптических иллюзий учёные называют следующие:

— Естественные нарушения восприятия, когда идущий от предмета свет наши глаза воспринимают ошибочно, передавая ложную информацию в мозг.

— Нарушения происходят уже во время передачи по нервным путям к мозгу.

— Мозг неправильно интерпретирует сигналы, поступающие от глаз.

Виды и типы оптических иллюзий

Все оптические иллюзии принято делить на три вида:

1.Естественные, которые создаёт сама природа, например, миражи.

2.Искусственные, то есть придуманные человеком, например, фокусы иллюзионистов.

3.Смешанные, естественные иллюзии, воссозданные человеком, это и модель миража, и иллюзионные картинки.

Универсальной классификации зрительных иллюзий не существует, так как механизмы и причины их появления довольно разнообразны и во многом не изучены. Ученые создали необычную классификацию, которая разделяет все виды оптических обманных восприятий по разным признакам.

Зрительные искажения:

Искривляющие иллюзии

Иллюзия восприятия размера

Иллюзия глубины и объема

Иллюзия цвета и контраста

Иллюзия движения

Перевертыши

Двойственные образы

Невозможные объекты

Распознавание образа

Оптическое искусство

Выделяют два типа иллюзий — те, которые основываются на определенных физических условиях, и те, которые обусловлены психологически.

Иллюзии второго типа связаны с особенностями восприятия, например, геометрических фигур, когда в зрительных образах искажаются их пропорции, цвета и прочее.

Это уже больше физиология и психология.

Естественные или Природные явления

Издавна люди наблюдали необычные объекты, а потом рассказывали об их чудесном исчезновении. Примерами иллюзий первого типа могут служить миражи или искажение предметов при восприятии их в воде или через призму. Объяснение таких иллюзий лежит вне психологии. Здесь больше физика.

Миражи.  Между двумя атмосферными слоями с разными температурами и плотностью происходит резкое преломление световых лучей. (Приложение 2)

Северное и южное полярное сияние. (Приложение 3)

Фата-Моргана.  (Приложение 4)

Марево. (Приложение 5)

Смешанные иллюзии

2.1 Искривляющие иллюзии

Известно, что на сетчатке глаза возникает изображение, состоящее из светлых и темных областей, свет от ярко освещенных участков как бы перетекает на темные участки. Это называется иррадиацией.
Чередование высококонтрастных четырехугольников создает иллюзию искривления линии, хотя, на самом деле, отрезок параллелен краям картинки. (Приложение 6. рис 1)

Иллюзия искривления происходит за счет чередования красных и белых точек, в результате чего создается ощущение искажения плоскости. (Приложение 6. рис 2) .

Параллельные линии будут восприниматься как непараллельные, если их рассматривать на фоне взаимно пересекающихся косых линий.  (Приложение 6. рис 3)

Круг теряет свою правильную форму, если его рассматривать на фоне кривых линий .В центре рисунка изображены квадраты, а не фигуры с неровными сторонами. А еще мы можем увидеть несуществующие пульсирующие квадраты по всему полю рисунка. (Приложение 6, рис 4)

2. 2 Иллюзия восприятия размера

Причина ошибки в том, что у человека есть бинокулярное зрение — серединка от общей картины, воспринимаемой глазами; по мере удаления от середины взгляда зрение перестает быть таким же четким, как в радиусе бинокулярного. Поэтому взгляд человека «приковывается» к пересекающей линии, а то, что левее и правее падает за радиус наиболее четкого зрения. Горизонталь поделена надвое, поэтому и кажется меньше, попадая в слабые фланги рисунка.

Иллюзии часто приводят к совершенно неверным количественным оценкам реальных геометрических величин. Глазомерные оценки геометрических реальных величин очень сильно зависят от характера фона изображения. Это относится к длинам, площадям, радиусам кривизны. Это так же справедливо и в отношении углов, форм и так далее.

Одной из самых известных иллюзий восприятия размера является иллюзия Мюллера — Лайера. (Приложение 7. Рис 1)

Отрезок со стрелками наружу кажется длиннее отрезка со стрелками, направленными внутрь. На самом деле отрезки равны. Все дело в том, что стрелки направления служат в одном случае как ложное удлинение, а в другом — укорачиванием. Стрелки, направленные навстречу друг другу, являются «продолжением» горизонтальной линии, а стрелки, идущие в разных направлениях, наоборот — «ограничителями» длины.

Еще один пример такого вида иллюзии – иллюзия Понцо. Дальний отрезок кажется гораздо больше ближнего. Однако, и в этом случае, они равны. Иллюзия создается из-за ошибки нашего мозга, потому что он привык, что, чем дальше предмет, тем он меньше. (Приложение 7.Рис.2)

Вертикальная линия кажется нам немного длиннее горизонтальной. На самом деле они равны. (Приложение 7. Рис .3)

Комната Эймса(Приложение 7. Рис .4)

2.3 Иллюзия восприятия глубины и объема

Иллюзии восприятия глубины — неадекватное отражение воспринимаемого предмета и его свойств.
Решетка Геринга (иллюзия мерцающей решетки).На пересечении белых линий, между черными квадратами образуются так называемые вспышки серого цвета.( Приложение 8. Рис .1)

Иллюзия лестницы Шредера — наглядный пример иллюзии восприятия глубины и объема. ( Приложение 8. Рис .2)

Необыкновенный цилиндр. ( Приложение 8. Рис 3)

Куб Неккера (Приложение 8. 4)

Благодаря правильному расположению теней, фигура кажется уходящей вглубь. (Приложение 8. 5)

2. 4 Кажущиеся фигуры

В оптической иллюзии “Треугольник Kanizsa” мы видим треугольник, которого на самом деле нет. В иллюзии можно увидеть на картинке белый равносторонний треугольник.. Эффект обусловлен иллюзорностью контуров предметов. Мы склонны игнорировать пробелы и воспринимать контурные линии, чтобы сделать картинку как единое целое. (Приложение 9. Рис.1), (Приложение 9. Рис.2).

2.5 Иллюзия восприятия цвета и контраста

Важнейшим свойством нашего глаза является его способность различать цвета.

На рисунке среди полос синего и желтого цвета видно два оттенка красного и два оттенка зеленого цвета, хотя реально есть только один красный и один зеленый цвет. Ошибка возникла из-за яркости фона и цвета окружающих предметов. (Приложение 10. Рис. 1), (Приложение 10. Рис. 2).

Иллюзия Маха. Плавный переход цвета воспринимается как полосы. На границе белого видна еще более белая полоса, а на границе черного — еще более черная. Полосы Маха — иллюстрация того, что в глазу работает «механизм», усиливающий контраст на границе объекта.  (Приложение 10. рис.3).

2.6 Иллюзия движения

Иллюзии движения — самые впечатляющие и самые труднообъяснимые. Смотришь на неподвижные объекты, а они начинают двигаться. Одно и то же вращающееся изображение может вращаться в разные стороны.

(Приложение 11. рис.1), (Приложение 11. рис.2).

Большинство иллюзий движения построены на регулярном повторе разных по яркости или цвету фрагментов. Ведущую роль в иллюзии движения играет периферическое зрение. (Приложение 11. рис.3), (Приложение 11. рис.4), (Приложение 11. рис.5), (Приложение 11. рис.6).

2.7 Двойственные изображения

Двойственные изображения — это изображения, в которых человек

выделяет для себя либо фон, либо фигуру в зависимости от его восприятия

картинки. (Приложение 12. рис.1,2,3,4).

2.8 Изображения – перевёртыши

  Вид оптической иллюзии, в которой от направления взгляда зависит характер воспринимаемого объекта.

С одной стороны видишь одно изображение, а если перевернуть – то совсем другое. (Приложение 13. рис.1,2,3,4 ).

2.9 Невозможные фигуры и объекты

Существует огромный класс так называемых «невозможных фигур»,

ошибочно или умышленно нарисованных с ошибками, в результате чего

возникают забавные визуальные эффекты.

На самом деле все невозможные фигуры могут существовать в реальном мире. Все объекты, нарисованные на бумаге, являются проекциями трёхмерных объектов. При взгляде на такой объект из определённой точки он будет выглядеть невозможным, но при обзоре с любой другой точки эффект невозможности будет теряться.

Невозможный трезубец (Приложение 14, рис 1) , Треугольник Пенроуза (Приложение 14,рис 2,3,4 ,5), Невозможные бруски (Приложение14, рис.6)

Куб Эшера ( Приложение 14, рис. 7), Невозможная лестница , скамейка ( Приложение 14, рис 9,10), Животные ( Приложение 14, рис 11,12,13,14)

2. 10 Распознавание образов

При распознавании объекта нервной системой выделяется его форма — контур, границы контрастов. Зрительным анализатором выделяются характерные свойства контура, такие как линии с определённой ориентацией, углы, более сложные узлы. Иллюзии распознавания образов характеризуются тем, что порой на изображении очень сложно определить то, что на нём изображено (Приложение 15. Рис 1,2,3 )

2.11 Оптическое искусство
Умелое использование иллюзий в изобразительном искусстве расширяет возможности художника или архитектора. (Приложение 15. Рис. 1,2,3,4,5,6,)

Заключение

Рассмотрев и изучив разные оптические иллюзии, можно выделить основные причины их возникновения:

1. Законы физики – преломление и отражение световых лучей мы

наблюдали в миражах.

2. Особенности строения нашего глаза — мы видим иллюзию восприятия цвета и иллюзию движения.

3. Оптический обман зрения, который возникает из-за ошибок нашего

мозга, когда он анализирует увиденное. Благодаря этим ошибкам,

мы видим иллюзии восприятия размера, глубины и объема и другие

иллюзии.

Наш головной мозг строит искаженные образы реальности. Он способен создавать видимость того, чего не существует в действительности и в то же время не замечать очевидное.

  Оптические иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни. Поэтому, знание основных видов, причин и возможных последствий воздействия на человека необходимо каждому из нас.

Список литературы

Демин П. Физические эксперименты и психологические иллюзии / П.Демин.//Журнал » Наука и жизнь».-М. -1986.-№3.- с. 136 – 138.

Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга 2. Глава 9/ Я.И.Перельман .-М. :»Наука»,1981. — 242 с.

Перельман Я.И. Оптические иллюзии , Серия: «Дом занимательных наук»/Я.И.Перельман. — Изд-во СЗКЭО, 2016. — 144 с.

Раков Д.Л. Парадоксальный мир невозможных фигур и оптических иллюзий /Д.Л. Раков , Ю.А. Печейкина -М.: Либроком ,2017. — 200с.

Толанский С. Оптические иллюзии/ С.Толанский; пер. с англ.под ред. К.А. Любарского. — М. : Издательство «Мир», 1967.- 145с.

10 сумасшедших оптических иллюзий [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.infoniac.ru/news/10-sumasshedshih-opticheskih-illyuzii.html, свободный. — Загл.с экрана.

Занимательная физика .Иллюзии [Электронный ресурс].-Режим доступа : http://illuzi.ru/node/633#end, свободный. — Загл. с экрана.

Не верьте своим глазам: Путеводитель по оптическим иллюзиям [Электронный ресурс ]. —  Фактрум. — Режим доступа : http://www.factroom.ru/science/optical-illusions-guide, свободный.-Загл. с экрана.

Оптическая иллюзия — это… [Электронный ресурс]. Режим доступа : https://dikc.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1076883, свободный.- Загл. с экрана.

Оптическое искусство — Википедия [Электронный ресурс]. Режим доступа : ru.wikipedia.org/wiki/Оптическая_иллюзия, свободный. — Загл. с экрана.

Самые невероятные оптические иллюзии [Электронный ресурс ]. Режим доступа : https://mnogoto4ka.ru/samye-neveroyatnye-opticheskie-illyuzii, свободный. — Загл. с экрана.

Приложение 1

Рис. 1 Парфенон Рис. 2 Троицкий собор

Приложение 2

Мираж в пустыне

Приложение 3

Северное сияние

Приложение 4

Фата Моргана

Приложение 5

Марево. Мерцающий воздух создает эффект мокрой дороги, причем вблизи

она абсолютно сухая

Приложение 6

Рис.1.

Рис 2.

Рис .3

Рис.4

Приложение 7

Рис.1 Иллюзия Мюллера-Лайера

Рис .2 Рис .3

Рис. 4 Комната Эймса

Приложение 8

Рис. 1 Решетка Геринга

(иллюзия мерцающей решетки) Рис. 2 Лестница Шрёдера

Рис. 3 Необыкновенный циллиндр Рис. 4 Куб Неккера

Рис .5

Приложение 9

Рис.1 Треугольник и квадрат которых нет. Рис.2

Приложение 10

Рис. 1 Рис .2

Рис . 3 Иллюзия Маха.

Приложение 11

Рис. 1 Рис . 2

Рис .3“Вращающийся змей ”,А. Китаока Рис. 4

Рис. 5 Рис. 6

Приложение 12

Рис. 1 Рис. 2 Ваза или лица

Рис. 3 Рис. 4 Дон Кихот

Приложение 13

Рис. 1 Рис. 2

Рис .3 Рис .4

Приложение 14

Рис.1 Невозможный трезубец Рис. 2 Треугольник Пенроуза

Треугольник Пенроуза возможен, представлен в:

Рис. 3 Австралия Рис. 4 Немецкий технический музей Рис . 5

Рис. 6 НевозможныеРис 7. Куб ЭшераРис.8 Невозможная лестница

бруски

Рис.9 Невозможная скамейка Рис.10 Три или четыре Рис.13 Сколько ног

у жирафа?

Рис .11 Сколько динозавриков Рис. 12 Невозможный слон

Рис.14 Змея

Приложение 15

Рис. 1 Рис .2

Рис. 3

Приложение 16

Рис .1 Рис .2

Рис .3 Рис. 4

Рис. 5 Рис. 6

Рис . 7

Рис .8

Просмотров работы: 817

Нейробиология иллюзий — Scientific American

Как обман зрения раскрывает внутреннюю работу мозга

Реклама

Это факт неврологии, что все, что мы переживаем, является плодом нашего воображения. Хотя наши ощущения кажутся точными и правдивыми, они не обязательно воспроизводят физическую реальность внешнего мира. Конечно, многие события повседневной жизни отражают физические стимулы, которые посылают сигналы в мозг. Но тот же самый нейронный механизм, который интерпретирует данные, поступающие от наших глаз, ушей и других органов чувств, также ответственен за наши сны, заблуждения и нарушения памяти.Другими словами, реальное и воображаемое имеют общий физический источник в мозгу. Так что возьмите урок от Сократа: «Все, что я знаю, это то, что я ничего не знаю».

Одним из наиболее важных инструментов, используемых нейробиологами для понимания того, как мозг создает ощущение реальности, является визуальная иллюзия. Исторически сложилось так, что художники, а также исследователи использовали иллюзии, чтобы получить представление о внутренней работе визуальной системы. Задолго до того, как ученые начали изучать свойства нейронов, художники изобрели серию техник, чтобы обмануть мозг, заставив его думать, что плоский холст трехмерен или что серия мазков действительно является натюрмортами.

Визуальные иллюзии определяются диссоциацией между физической реальностью и субъективным восприятием объекта или события. Когда мы испытываем визуальную иллюзию, мы можем видеть то, чего нет, или не видеть то, что есть. Из-за этого несоответствия между восприятием и реальностью визуальные иллюзии демонстрируют, каким образом мозг не может воссоздать физический мир. Изучая эти недостатки, мы можем узнать о вычислительных методах, используемых мозгом для построения визуального опыта.

Яркость, цвет, затенение, движение глаз и другие факторы могут иметь сильное влияние на то, что мы «видим». В этой серии изображений мы демонстрируем несколько основных категорий визуальных иллюзий и то, чему они могут научить нас о восприятии в мозге.

Эта статья изначально была опубликована под названием «Неврология иллюзий» в SA Special Editions 22, 3s, 6-9 (сентябрь 2013 г.)

doi: 10.1038 / scientificamericanillusions0913-6

ОБ АВТОРЕ (-И)

Susana Мартинес-Конде — профессор офтальмологии, неврологии, физиологии и фармакологии в Медицинском центре SUNY Downstate в Бруклине, штат Нью-Йорк.Y. Она является автором отмеченной премией Prisma книги «Ловкость разума » вместе со Стивеном Л. Макник и Сандрой Блейксли. Их готовящаяся к выпуску книга « Чемпионов иллюзий » будет опубликована изданиями Scientific American / Farrar, Straus and Giroux.

Следуйте за Сюзаной Мартинес-Конде в Твиттере

Кредит: Шон МакКейб

Последние статьи Сюзаны Мартинес-Конде

Стивен Л. Макник — профессор офтальмологии, неврологии, физиологии и фармакологии в Медицинском центре SUNY Downstate в Бруклине , Н.Y. Вместе со Сюзаной Мартинес-Конде и Сандрой Блейксли он является автором книги «Ловкость разума », получившей премию Prisma. Их готовящаяся к выпуску книга « Чемпионов иллюзий » будет опубликована изданиями Scientific American / Farrar, Straus and Giroux.

Следуйте за Стивеном Л. Макником в Twitter

Кредит: Шон Маккейб

Последние статьи Стивена Л. Макника

Прочтите это Далее

В магазине

SA Special Editions

Информационный бюллетень

Станьте умнее.Подпишитесь на нашу новостную е-мэйл рассылку.

Поддержите научную журналистику

Откройте для себя науку, меняющую мир. Изучите наш цифровой архив 1845 года, в который входят статьи более 150 лауреатов Нобелевской премии.

Подпишитесь сейчас!

Визуальная иллюзия — обзор

Появление — это объяснительное дополнение

Многие психологи, особенно клинические психологи, отрицательно относятся к нейробиологии, потому что они верят, что редукционизм высосет человечество из психологии, если его не остановить.Другие психологи, чья карьера в основном связана с исследованиями, отрицательно реагируют на редукционизм, потому что жадная форма редукционизма стремится полностью вытеснить и отбросить психологию, как только она была сведена к биологии. Поэтому может показаться, что редукционизм — смертельный враг всех психологов. Такой состязательный подход вынуждает студентов изучать биологию или психологию. Этот выбор побуждает психологов и их студентов отвергать редукционизм. Но выше я утверждал, что психология нуждается в нейробиологии, чтобы разрешить две огромные аномалии, которые удерживают психологию в ее незрелом состоянии.Что здесь делать?

Ключевое ограничение редукционизма состоит в том, что идентификация нейронных структур и компонентов не может объяснить, как эти структуры и компоненты порождают психологию. Поэтому редукционизм никогда не может дать полного объяснения какого-либо психологического феномена. Редукционизм — это лишь половина полного объяснения. Всегда требуется некоторая сборка. Объяснение того, как психология возникает из этих нейронных структур и компонентов, составляет вторую половину полного объяснения.

Рассмотрите визуальные иллюзии. Даже полная идентификация нейронных цепей, ответственных за визуальные иллюзии, не может, потому что не может, объяснить, как эти нейронные сети порождают иллюзии. Поэтому редукционизм никогда не даст полного объяснения, потому что он не может объяснить, как психология возникает из биологии. Некая форма синтетического объяснения , противоположность редукции, необходима для объяснения того, как биологические механизмы взаимодействуют, вызывая психологические явления.Это пояснительное дополнение к редукционизму необходимо для получения полного объяснения. Весьма вероятно, что это синтетическое объяснительное дополнение потребует какого-то сетевого объяснения, такого как предложенная БиоПсихологическая сетевая теория. Эту другую пояснительную половину должна предоставить психология. Это наделит психологию объяснительной релевантностью, равной значимости биологии. Каждая наука зависит от другой. Психология и биология — равные объяснительные партнеры, потому что каждая наука представляет собой объяснительное дополнение другой.Маркрам (2012), известный нейробиолог, кратко охарактеризовал эти дополнительные объяснительные роли следующим образом:

Редукционистская биология — изучение отдельных частей мозга, нейронных цепей и молекул — дала нам долгий путь, но сама по себе не может объяснить работу механизмов. человеческий мозг … Мы должны конструировать, сокращать и строить, а также анализировать. Для этого нам нужна новая парадигма, сочетающая анализ и синтез. Отец редукционизма, французский философ Рене Декарт, писал о необходимости исследовать части, а затем собирать их заново, чтобы воссоздать целое (стр.50).

В настоящее время мы понимаем усилия по воссозданию результатов редукционистской нейробиологии как появление . Краткий словарь психологии APA (Американская ассоциация психиатрии, 2009) определяет эмерджентность как «идею о том, что сложные явления (например, сознательные переживания) происходят из расположения или взаимодействий между компонентами явлений (например, мозговых процессов), но проявляют характеристики, не предсказуемым из этих составляющих явлений » (стр.163). Эмерджентные свойства могут и часто отличаются качественно от составляющих их элементов. Подумайте, как физические свойства жидкой воды качественно отличаются от свойств водорода и кислорода, ее газообразных компонентов или как физические свойства соли отличаются от составляющих ее элементов натрия и хлора. Лилиенфельд (2012) предварительно посчитал возможность сохранения психологии посредством исследования эмерджентности, цитируя Чалмерса (2006) и Мила и Селларса (1956), как благоприятную для этого начинания, а Черчленда (1984) как сомнительную в этом.История возникновения психологии была рассмотрена Сойером (2002) и Макклелландом (2010).

Я представляю следующую историю, рассказанную Иглманом (2011, стр. 2–4) об африканском соплеменнике, обвинившем Артура Альберта в краже его языка, поскольку она дает интересный взгляд на наше понимание того, что значит для психологии возникновение из биология. Артур записал на пленку сельского жителя и вернул ему его голос. Туземец был шокирован и пришел к выводу, что Артур украл его язык, иначе как еще он мог так точно передать свой голос? В конце концов, голос эфемерен и невыразим; после произнесения он исчезает в ничто.Как могла машина Артура овладеть его голосом, кроме как украсть его язык! Это не было шуткой для туземца и его племени, которые хотели убить Артура за его ужасный поступок. Только с помощью зеркала Артур мог убедить туземца в том, что он все еще владеет языком. Артуру повезло, что туземец не усомнился в волшебстве зеркала, которое показало ему свой язык. Эта история может показаться нам простой, потому что мы понимаем, что машина Артура записывала вариации звуковых волн, которые позволяли слышать вокализацию туземца.На самом деле он не записывал голос туземца как таковой и не крал его язык. Голос — это психологический опыт восприятия звуковых волн, которые генерируются людьми, когда они говорят. Различие между психологическим опытом, таким как слышание голоса, и физической основой его возникновения, звуковыми волнами, имеет решающее значение для концепции возникновения. Физическая основа записанного голоса качественно отличается от субъективного восприятия голоса. Звуковые волны обеспечили физическую основу для слышания голоса.Понимание этой физической основы голоса дает информацию о механизме, которая позволяет понять, как он может быть механически записан. Голос был сведен к физическим вибрациям, которые записывала машина Альберта.

Актуальность этой истории для эмерджентности заключается в том, что переживание слышания голоса человека при воздействии акустических вибраций, генерируемых магнитофоном, может быть понято как форма эмерджентности в том смысле, что качественное переживание слышания голоса конкретного человека возникло в результате прослушивания. к звуковым волнам.Другими словами, звуковые волны попали в ухо, и в сознании возникло ощущение слышания голоса. Возникающий опыт слышания собственного голоса — результат удивительного синтеза. Ничего подобного редукционизму здесь нет. Центральная идея возникновения состоит в том, что синтетический продукт является результатом сложных комбинаций многих более простых процессов. Точно так же в главе 2 я обсуждаю, как мысли могут возникать из каскадов нейронных сетей параллельно с тем, как факторы возникают во время факторного анализа.

Примечательно, что химия давно свелась к физике, но все же у нас все еще есть кафедры химии и много профессиональных химиков в бизнесе и промышленности. Следовательно, опасения по поводу жадного редукционизма, заменяющего психологов нейробиологами, кажутся беспочвенными. В то время как редукционизм определяет части и механизмы мозга, требуется некоторая сборка, чтобы объяснить, как психология возникает из биологии. Я считаю, что люди, которые объясняют, как психология возникает из биологии, должны быть психологами, поскольку это кажется основной и важной задачей психологии.Однако психологи могли отказаться от этого задания и передать его другим профессиям. Психология оставила изучение обучения и памяти нейробиологам, которые проделали изумительную работу по предоставлению информации о причинных механизмах. Клинические психологи оставили вопрос диагностики Американской психиатрической ассоциации и своему бестселлеру «Диагностическое и статистическое руководство» . Это примеры того, как наше поле фрагментируется. Возможно, психологи также захотят оставить пояснительное дополнение того, как познание, аффекты и поведение возникают из биологии, вычислительным нейробиологам.Психологи могут надеяться, что, если они оставят эту проблему в покое, никто другой ею не займется, но я твердо убежден, что такая надежда серьезно ошибочна, потому что пояснительное дополнение слишком важно, чтобы его игнорировали все. Нам есть чего опасаться от наших коллег-психологов, чем от нейробиологов. У нас есть история того, что мы сами себе злейшие враги. На мой взгляд, отказ от попыток объяснить, как разум возникает из мозга, серьезно ограничил бы способность психологической науки фактически объяснять функциональные взаимосвязи, которые она уже обнаружила и будет открывать.

МОЗГ Сверху ВНИЗ

Лучше Оптические иллюзии

Восприятие постоянство — это наша склонность рассматривать знакомые объекты как имеющие постоянную форма, размер и цвет, независимо от любых изменений перспективы, расстояния или освещение, которому они подвергаются.Наше восприятие этих объектов при таком изменении условия намного ближе к их общему образу, который мы запомнили чем фактический стимул, достигающий нашей сетчатки. Таким образом, постоянство восприятия что позволяет, например, распознать тарелку с овощами, независимо от того, вы смотрите на него за своим собственным столом или замечаете это на чужом столик перед вами в темном ресторане или вид сбоку на огромном рекламный щит в нескольких десятках метров от вас, когда вы проезжаете мимо него среди бела дня. Французский психолог Жан Пиаже показал, что это постоянство восприятия далеко от врожденного и усваивается в детстве. Когда дети учатся схватывать предметы, они формируют представление о размере предметов и расстоянии, а как дети перемещаться, они учатся распознавать предметы под разными углами и под разными углами зрения. световые условия.

Адельсона Шахматная доска

ЧТО ОПТИЧЕСКИЕ ИЛЛЮЗИИ ПОКАЗЫВАЮТ НАМ О ВИЗУАЛИЗАЦИИ ВОСПРИЯТИЕ

Зрительная система человека анализирует взаимодействия между видимыми электромагнитными волнами и объектами в нашей среде, извлекает из них информацию о мире и делает возможно визуальное восприятие.Визуальное восприятие считается динамическим процессом это выходит далеко за рамки простого воспроизведения визуальной информации, предоставляемой сетчатка.

Воспринимать — значит создавать фигуру или фигуру, которая не обязательно кажутся таковыми в реальном мире, но мы можем представить их мысленно, чтобы мы может распознать его в различных условиях (например, когда он частично скрыт). Следовательно, изучая то, как мозг заполняет недостающие или неоднозначные визуальные информации, мы можем многое узнать о том, как мы воспринимаем мир.Оптический иллюзии создают благодатную почву для таких исследований, потому что они включают неоднозначные изображения, которые заставляют мозг принимать решения, которые говорят нам о том, как мы воспринимаем вещи.

Результат большинства оптических иллюзий от процессов в коре головного мозга, но некоторые действительно происходят в сетчатке . Одной из таких иллюзий является показанная здесь сетка Германа, в которой серые пятна появляются на пересечения строк и столбцов, созданных квадратами, из-за явление, называемое латеральным торможением сетчатки.Если ты смотришь однако непосредственно на одном из этих перекрестков серое пятно исчезает, и он выглядит белым, потому что тогда вы используете клетки фовеа, которые корректируют гораздо меньше для окрестностей. Вот еще один пример иллюзии сетчатки. Посмотрите на птицу примерно 20 секунд, затем посмотрите на клетку: силуэт птицы. внутри него появится красный цвет.На этот раз причина в колбочках, цветочувствительных рецепторах сетчатки. Когда вы смотрите на птицу, зеленые колбочки постепенно покрывают ее сетчатку. становятся десенсибилизированными, так что другие колбочки начинают доминировать. Когда ты тогда посмотрите на клетку, на ее белом фоне появляется красная птица, потому что белая минус зеленый создает красноватый свет. Это изображение, которое сохраняется, когда вы останавливаетесь взгляд на объект называется остаточным изображением.

Несмотря на внешность, эти два круга одного оттенка серого (наведите курсор мыши на любое изображение, чтобы убедиться, что Это). Эти два круга одного цвета, хотя кажется, что тот, что на синем фоне красноватый, а тот, что на красном фоне, кажется голубоватым (если не верите, поместите курсор мыши на картинку). Таким образом, фоновый эффект также влияет цветовое восприятие. Поскольку зрительная система человека интерпретирует освещение, идущее сверху, мы воспринимаем сферы, верхняя часть которых ярче как выходящие из этого изображения, а сферы, верхняя часть которых темнее, как удаляющиеся внутрь.

Контекст сильно влияет на наше восприятие. Человек среднего роста будет казаться карлик, если помещен в центр баскетбольной команды, и как гигант, если помещен в середине класса детского сада. Короче говоря, окружение объекта всегда влияет наше восприятие этого объекта. То же самое относится и к кажущаяся яркость поверхности, которая зависит не только от ее собственной яркости но также и от яркости окружающих его областей.Как показано здесь, учитывая два круги одного оттенка серого, на темном фоне будет выглядит светлее, а тот, что на светлом фоне, будет темнее. Одно объяснение в связи с этим феноменом часто предлагают то, что мозг думает о круге на темный фон в виде светлого диска в тускло освещенном месте, а круг на светлый фон в виде темного диска в ярко освещенном месте. Этого было бы достаточно чтобы два круга казались разными оттенками серого, даже если они не. Другой способ объяснить это явление — подумать о нашем восприятии. как приспособленные к прошлым окружающим стимулам, так что они представляют собой своего рода базовый уровень, от которого воспринимаются последующие стимулы — немного похоже на глубокие тишина, которую вы ощущаете, когда холодильник внезапно перестает работать. Кем ты был восприятие тишины перед остановкой холодильника было на самом деле устойчивым жужжание, к которому вы привыкли. Освещение сцены является важным фактором что визуальная система считает, чтобы помочь ей идентифицировать объекты.Как только вы интерпретируете визуальный объект как возможно трехмерный, ваша визуальная система немедленно пытается определить, откуда исходит свет, а затем использует эту информацию для декодирования свойств объекта.

самые беспокоящие оптические иллюзии часто сочетают в себе несколько явлений, и все они работают в том же направлении , чтобы подчеркнуть ошибку интерпретации, которую визуальный система делает.На шахматной доске Адельсона ниже вы бы поклялись, что квадраты A и B были черно-белыми, но на самом деле они одного оттенка серого. Вот как это работает.

Первый в общем, есть иллюзия контекста (см. выше). Площадь А окружена светлые квадраты, которые заставляют вас воспринимать его как более темный. И наоборот, квадрат B окружен темными квадратами, которые заставляют вас воспринимать его как более светлый. Между тем, твои глаза автоматически интерпретировать более темную область слева от цилиндра как тень, потому что градации зеленого цвета на цилиндре предполагают, что источник света справа от него заставляя его отбрасывать тень слева от себя.На основе прошлого опыта ваше визуальное система предполагает, что квадрат B на самом деле будет ярче при полном освещении, поскольку даже в «тени» он кажется ярче окружающих его квадратов.

Эта иллюзия в конечном итоге работает потому что каждый квадрат окружен четко определенной структурой «X», состоящей из четырех других квадратов, что убедительно указывает вашей зрительной системе, что квадрат в центре нужно интерпретировать как изменение цвета поверхности само по себе, а не изменение, вызванное различиями в свете или тени.

Далеко демонстрируя недостатки в зрительной системе человека, эти явления на самом деле раскрыть мощные механизмы распознавания, которые позволяют нам изолировать и идентифицировать объекты среди бесчисленного множества запутанных форм в реальном мире.

Есть много иллюзий, в которых вы воспринимать фигуру, выделяющуюся на ее фоне, даже если это субъективное изображение не имеет линий, определяющих его границы, и не отображает различий в яркости это позволит вам изолировать его от окружающей среды. И снова зрительная система не пассивна. Автоматически расширяет линейные сегменты на части рисунка, где они отсутствуют, так что ваш разум воображает, что объект был помещен поверх абстрактных форм и линий на чертеже. Восприятие таких бесконтурных фигур , таким образом, отражает некоторые врожденные свойства как устроена зрительная система. В другой категории иллюзий, опирающихся на субъективность контуров, фигура может стать фон, и наоборот.Психологи, разработавшие теорию гештальта, создали много таких изображений, в которых отношение фигура / фон неоднозначно. Эти изображения продемонстрировали центральный принцип гештальт-теории: все имеет глобальные свойства, отличные от свойств, полученных из суммы его частей. В первом классическом примере, показанном справа, два профиля лицом друг к другу ограничивают пространство, которое можно рассматривать как кубок, и ваше восприятие можно чередовать профили и кубок.Если вы сосредоточите большую часть своего внимания на светлой части изображения вы будете воспринимать эту часть как фигуру и автоматически воспринимает темную часть просто как фон. Обратное тоже правда. Таким образом, восприятие одной фигуры мешает вам воспринимать другую. Таким образом, кажется, что для интерпретации сложного изображения ваш мозг должен идентифицировать главную фигуру, а остальную часть изображения перенесите на задний план. Такие иллюзии ясно продемонстрируйте, как ваша зрительная система группирует и разделяет характеристики сложного изображения, чтобы распознавать объекты внутри него.Некоторые шутливые художники пользуются этих необходимых ассоциативных механизмов восприятия оставляет две возможности открытый, каждый из которых так же правдоподобен, как и другой.

Потому что отсутствует четверти этих 4-х дисков обращены внутрь, они создают впечатление квадрата. с субъективным контуром. Круг кажется быть помещенным поверх этих сходящихся линий, даже если нет контур, определяющий этот круг. Два профиля, или кубок? Саксофонист, или женское лицо? Что показано здесь, скальпы джентльменов или грудь дамы?

Ваша зрительная система принимает двухмерные изображения проецируются на две сетчатки глаза и используются для реконструировать трехмерное восприятие окружающего мира. Чтобы воспринимать глубины в визуальной сцене, ваша зрительная кора опирается на два вида информация: информация, которую дает ваше бинокулярное зрение путем интеграции два немного разных изображения ваших двух глаз и информация, которая ваше монокулярное зрение основывается на изображении, воспринимаемом каждым глазом отдельно.

Когда объект находится вблизи, вы в основном полагаетесь на несоответствие между два изображения, воспринимаемых вашими двумя глазами — другими словами, в бинокль видение . Причина в том, что чем ближе объект к вашим глазам, тем больше разница в углах, с которых на него смотрят два глаза.

Но даже с монокулярным зрением , можно получить впечатление глубины, потому что ваш мозг выводит это по нескольким показателям.

— Interposition , безусловно, является наиболее распространенным индикатором глубины.В любое время один объект скрывает ваш обзор другого объекта частично или полностью, ваш мозг делает вывод, что скрытый объект находится дальше, просто потому, что другой объект находится перед ним.

— Атмосферная перспектива создается частицами пыли и водяным паром в воздухе, из-за чего предметы чем дальше они находятся, тем тусклее и расплывчаты.

— Градиенты текстуры появляются, когда вы смотрите на поверхности под определенным углом; текстура кажется стала плотнее и менее детализировано по мере того, как ваш взгляд движется к той части поверхности, которая дальше всего от вас.

— Размер объекта — другая глубина индикатор, к которому ваш мозг обращается постоянно. Когда вы не знаете точного размер двух объектов, но вы знаете, что они идентичны, и один из них проецирует меньшее изображение на сетчатку глаза, вы интерпретируете его как находящееся дальше. Другими словами, вы судите об относительном размере двух объектов. Точно так же, если вы очень уверены в размере знакомого объекта, вы используете его размер как ссылку на оцените его расстояние, так как вы знаете, что чем он меньше, тем дальше прочь это.

— Параллаксное движение происходит, когда вы сами находятся в движении, и объекты, находящиеся на разном расстоянии от вас, появляются двигаться с разной скоростью. Чем дальше эти объекты, тем меньше параллаксное движение.

Несмотря на Судя по всему, преследуемый монстр такого же размера, как и преследующий. Не верите? Наведите курсор мыши на картинку.

— Линейная перспектива — хорошо известное явление, при котором параллельные линии кажутся сходящимися, когда они удаляются вдаль и кажутся встречающимися в точке на горизонте.Если есть два объекта, и один из них ближе к этой точке, ваша зрительная система предполагает, что этот объект находится дальше. И вообще, да, но есть два исключения. Первый включает рисунки, подобные приведенному слева, где два одинаковых объекта расположены вдоль сходящихся линий, что подразумевает перспективу. Два монстра на этой картинке имеют одинаковый размер, поэтому два изображения, которые они Сделайте на сетчатке глаза того же размера. Но поскольку ваш мозг предполагает, что монстр, который находится ближе к виртуальному горизонту, должен быть дальше, ваш мозг также предполагает, что этот монстр должен быть больше, чтобы иметь такой же размер. изображение на сетчатке. Другое исключение касается небесных тел, таких как как Луна, которые создают хорошо известную иллюзию Полнолуния кажется больше, когда он впервые появляется из-за горизонта.

Один важным источником неоднозначности для визуальной системы является то, что мир трехмерен, но изображения, которые он проецирует на сетчатку глаза, двумерны.Следовательно, разные объекты, в зависимости от их расстояния и ориентации, могут занимать одинаковое количество площади поверхности на сетчатке. Поэтому ваш мозг сбивается с толку и пытается использовать другие индикаторы для прояснения ситуации. Два таких индикатора — ваши собственный прошлый опыт с объектом под вопросом и опыт человеческого вида, который закодирован в ваших генах. А заданный угол, проецируемый на сетчатку, может исходить от различных объектов под разными углами, разной длины и разной ориентации в пространстве.

Типы оптических иллюзий | Clear Eyes® Eye Drops

Ваши глаза — удивительные органы. Знаете ли вы, что если у вас голубые глаза, у вас есть общий предок со всеми другими голубоглазыми людьми на планете? Это потому, что голубые глаза — это генетическая мутация, появившаяся более 6000 лет назад. У всех людей изначально были карие глаза.

Если вы сделаете шаг за пределы интересных историй, рассказываемых вашими глазами, вы обнаружите, как они работают.Ваши глаза работают в постоянном согласии с вашим мозгом, поэтому вы видите мир таким, каким вы его видите.

Например, сетчатка в ваших глазах — слой, на котором формируются зрительные образы — на самом деле «видит» изображения в перевернутом и обратном направлении. Ваш мозг переворачивает их, поэтому вы видите изображения правильной стороной вверх и перевернутыми. Каждый раз. Да, ваш мозг — настоящий гений Photoshop.

Кроме того, ваш мозг контролирует всю вашу нервную систему. Можно подумать, что он всегда правит безраздельно, но иногда это не так.Время от времени ваши глаза способны обманом заставить мозг видеть вещи, которые на самом деле не такие, какими кажутся. Или они? Это называется оптической иллюзией.

Очарование оптических иллюзий охватило весь земной шар на протяжении веков. Греческие философы, такие как Платон, описывали их как уловки, которые играют с нами наши чувства и разум. К 19, ^-м, годам известный карикатурист В.Э. Хилл охватил феномен оптических иллюзий, умело зарисовывая картину, которая была одновременно двумя изображениями.Фигура, которую вы видели, была определена вашим восприятием. Это была либо молодая девушка, либо старуха.

Есть три основных типа оптических иллюзий, включая буквальные иллюзии, физиологические иллюзии и когнитивные иллюзии. Все три типа иллюзий имеют одну общую нить. Восприятие изображения, передаваемого в мозг, не соответствует требованиям. Вот почему оптические иллюзии называют «уловкой» глаза.

Буквальные оптические иллюзии

Буквальная иллюзия — это когда изображение, которое вы видите, отличается от изображений, которые его составляют.Например, созданная Хиллом иллюстрация, которая на самом деле представляет собой два изображения, стратегически нарисованных так, чтобы выглядеть как одно жидкое изображение, является буквальной иллюзией. Думайте об этом как об обратимой фигуре. Конечный результат, который вы видите в буквальной иллюзии, основан на вашем восприятии. Оба изображения существуют.

Физиологические оптические иллюзии

Эти типы оптических иллюзий более сложны, потому что они реагируют на чрезмерную стимуляцию органов чувств. Глаз «видит» столько света, движения, цвета, размера и размера, что это сбивает мозг с толку.Изгибы разума, которые вы видите, как геометрические иллюзии и невозможные картинки, являются физиологическими оптическими иллюзиями. На первый взгляд двухмерная фигура выглядит трехмерной. Это потому, что мозг сразу же интерпретирует это так. После дальнейшего исследования мозг понимает, что на самом деле видит глаз. Рассматриваемого изображения не существует в природе.

Когнитивные оптические иллюзии

Этот тип иллюзий наиболее исследуется учеными и психологами, потому что это наиболее сложный тип трюков, которые глаз может сыграть с мозгом.В отличие от других оптических иллюзий, эти иллюзии основаны на том, что думает подсознание и как оно соотносит один объект с другим. Другими словами, считается, что то, что вы видите, дает представление о глубине вашего мышления. Когнитивная оптическая иллюзия раскрывает то, что ваш мозг предполагает и понимает о том, что не было объяснено.

Почему оптические иллюзии обманывают наш мозг

15000 лет назад в углу современной Франции человек эпохи палеолита вырезал из камня каменную фигуру мамонта или бизона; правда в том, что произведение представляет любое животное в зависимости от того, как его интерпретировать.Его первооткрыватель, Дункан Колдуэлл, предположил, что это самый старый известный случай оптической иллюзии из-за его сходства с иллюзией кролика и утки, рисунок, опубликованный в 1892 году, который часто цитируется как один из первых примеров современного исследования эти зрительные иллюзии. Но сегодня, помимо своей любопытной природы, оптические иллюзии — ценные инструменты, которые помогают разгадывать тайны восприятия и познания.

Оптические иллюзии варьируются от самых простых и самых классических, таких как иллюзии Мюллера-Лайера, Понцо, Эббингауза или Дельбёфа, которые заставляют нас видеть линии или фигуры одного размера, кажущиеся разными друг другу, до удивительной геометрии Японский математик и художник Кокичи Сугихара, которые показывают нам радикально разные формы, когда объекты рассматриваются напрямую, по сравнению с их отражением в зеркале.Психолог Ричард Грегори классифицировал оптические иллюзии на физические, физиологические и когнитивные, которые, в свою очередь, подразделялись на вымыслы, двусмысленности, парадоксы и искажения. Эти разные эффекты включают разные механизмы и разные уровни нейронной обработки.

Некоторые из самых удивительных иллюзий основаны на одном и том же эффекте, одновременном контрасте; нам трудно поверить в то, что два квадрата имеют один и тот же оттенок серого, когда мы видим их на контрастном фоне, как в иллюзии Адельсона в виде шахматной тени.Этот эффект был впервые обнаружен в 19 веке, и с тех пор ученые были заняты тем, что пытались выяснить, лежит ли ключ к эффекту в нашем видении или в нашей интерпретации реальности, то есть физиологической или психологической.

Эффект одновременного контраста

Исследование Массачусетского технологического института утверждает, что нашло ответ. Исследователи подготовили модифицированную версию одновременного контраста яркости, в которой один фон, воспринимаемый как более светлый, на самом деле был темнее другого.Если бы мы полагались на нашу оценку яркости обоих, мы бы увидели контрастирующую фигуру более темной, чем вторая, и вместо этого верно обратное. По словам руководителя исследования, компьютерного нейробиолога Павана Синха, «этот результат противоречит идее о том, что высокоуровневый анализ условий освещения способствует оценке яркости».

Ученые также доказали, что иллюзия одновременного контраста не зависит от интеграции бинокулярного зрения и что она также возникает у детей с врожденной слепотой, которые только что восстановили зрение после операции, поэтому она не основана на визуальном обучении.В целом Синха отмечает, что этот вид оптической иллюзии «является феноменом низкого уровня», возможно, локализованным в самой сетчатке, и что он не зависит от сложной когнитивной обработки, в отличие от того, что было предложено в 19 веке физиком Германом. фон Гельмгольца. «Это то, к чему зрительная система готова с самого рождения», — заключает он.

Контраст частично отвечает за эту иллюзию, когда клубника на торте выглядит красной на синем фоне, хотя она и является серой. Кредит : IllusionsIndex

Как говорит OpenMind специалист по зрению Майкл Бах, почетный профессор Фрайбургского университета и автор обширного веб-каталога оптических иллюзий, эффект одновременного контраста объясняется ингибированием рецепторов в сетчатке. это помогает нам преувеличивать разницу в яркости, чтобы лучше воспринимать окружающую среду. Контраст также частично ответственен за удивительную иллюзию, созданную японским профессором психологии Акиёси Китаока в 2015 году, в которой клубника на торте выглядит красной на синем фоне, хотя она и является серой.«Клубнику я бы также поместил в основном на сетчатку глаза. Я бы предположил, что это эффект баланса белого, затрагивающий всю сетчатку, а не только локальную », — говорит Бах.

Пчелы и мухи тоже их воспринимают

Еще один признак того, что некоторые из этих иллюзий не требуют сложного человеческого мозга, возникает из того факта, что другие виды также их воспринимают; чувствительность к определенным оптическим иллюзиям была показана у обезьян и других млекопитающих, а также у рыб, рептилий и птиц. Но более удивительно узнать, что это также происходит у насекомых, глаза и мозг которых так отличаются от наших.В 2017 году исследование, проведенное специалистом по зрению Адрианом Дайером из Университета RMIT в Австралии, показало, что пчелы восприимчивы к иллюзии Эббингауза, при которой две одинаковые фигуры считаются разными по размеру в зависимости от окружающих объектов.

Совсем недавно исследование Йельского университета, проведенное нейрофизиком Дэймоном Кларком, показало, что дрозофилы также воспринимают иллюзии движения, в которых статический геометрический узор кажется движущимся. Исследователи обнаруживают этот эффект в двух конкретных нейронах мухи, и их эксперименты показывают, что мозг насекомого и наш мозг «могут использовать аналогичные механизмы».Как говорит Дайер OpenMind , обнаружение таких параллелей между видами, столь далекими друг от друга в эволюции, предполагает, что оба разработали аналогичные механизмы: «Я думаю, что конвергентная эволюция является вероятным объяснением того, почему мухи и люди испытывают иллюзорное восприятие движения в одинаковых условиях. способ.» Для Кларка тоже, «вероятно, хорошая ставка на то, что это конвергентная эволюция», — говорит он OpenMind . Однако Дайер не исключает, что люди и мухи унаследовали определенный багаж от общего предка: «В мозгу могут быть фундаментальные или базовые механизмы обработки, которые обеспечивают такую ​​аналогичную обработку.”

Дрозофилы тоже воспринимают иллюзии движения. Кредит: Fiestoforo

Однако, если, как предполагает Кларк, «когда мы видим иллюзии, это происходит потому, что наш мозг делает неправильные выводы о визуальных паттернах», то почему такие разрозненные виды разработали аналогичные механизмы, которые заставляют их ошибки? Для нейрофизика вероятное решение заключается в том, что оптические иллюзии — это побочные эффекты полезных процессов; Зрительные системы людей и мух эволюционировали, чтобы по-разному вычислять светлые и темные контуры, чтобы лучше понимать движение.«В основном, мухи и люди населяют схожую визуальную среду, и наши результаты показывают, что их глаза, возможно, эволюционировали, чтобы справляться со светом и тьмой в окружающей среде одинаковыми способами при обнаружении движения».

Таким образом, «эти выводы на самом деле являются полезными выводами, которые нужно делать — в большинстве случаев во время естественного зрения», — говорит Кларк. В случае иллюзий это необычные закономерности, ведущие к ошибке. «Эта теория предполагает, что визуальные иллюзии существуют потому, что мозг использует статистические закономерности в мире, и в этом смысле все эти общие иллюзии могут быть примерами одного и того же явления: мозг делает выводы, основанные на типичном устройстве визуального мира. .”

Дети менее восприимчивы

Тем не менее, еще многое предстоит узнать о нашем иллюзорном чувстве восприятия. Психолог Елена Нава из Миланского университета в Бикокке в Италии рассказывает OpenMind об исследовании, которое показало, что иллюзия Эббингауза менее обманчива для детей, «потому что они более точны в различении размера, когда контекст вводит в заблуждение», — говорит она. . Нава и компьютерный ученый Ана Таджадура-Хименес из Университета Карлоса III в Мадриде изучают иллюзии тела, которые являются более сложными, чем просто визуальные; например, слуховая иллюзия Пиноккио — любопытный эффект, который заставляет нас поверить в то, что палец удлиняется, когда мы тянем за него, слушая звук, повышающийся по высоте.И снова двое ученых обнаружили, что дети менее восприимчивы.

Иллюзия Эббингауза менее обманчива для детей. Источник: Wikimedia

Как сообщает Таджадура-Хименес OpenMind , эти иллюзии тела «включают как восходящие мультисенсорные механизмы интеграции, так и другие нисходящие процессы, например, предположение о форме тела». Эти сложные процессы развиваются с возрастом: «Иллюзии требуют способности интегрировать различные сигналы (будь то сенсорные или исключительно визуальные), а у детей это не очень хорошо получается», — предполагает Нава.Интересно, добавляет Таджадура-Хименес, иллюзии тела наблюдались у обезьян. Для ученого эта непостоянство в восприятии нашего тела также может быть эволюционным преимуществом: «Может быть полезно адаптироваться к новым конфигурациям тела, например, если в нашем теле происходят резкие изменения, но также и тогда, когда мы держим инструмент и использовать его для работы с окружающей средой и для эффективного управления нашим взаимодействием ».

Хавьер Янес

@ yanes68

иллюзий — научный мир

Цели

• Поймите, что визуальная информация обрабатывается мозгом.

• Объясните: мозг основывает свои интерпретации на прошлом опыте.

• Опишите, как возникают оптические иллюзии.

Материалы

Фон

Оптическая иллюзия возникает, когда мозг воспринимает что-то, что не отражает реальность.На самом деле слово «иллюзия» происходит от латинского глагола illudere или «насмехаться».

Оптические иллюзии могут возникать тремя способами:

1. Ваш мозг делает ошибочные предположения на основе шаблонов, которые вы испытали в прошлом (когнитивная иллюзия ),
2. У ваших глаз есть структурные особенности, которые неверно интерпретируют определенные визуальные сигналы (физическая иллюзия ) или
3. Ваши глаза или мозг странным образом реагируют на то, что они наблюдают в течение долгого времени (физиологическая иллюзия ).

Как камера, микроскоп или телескоп, наши глаза являются оптическими инструментами, но они могут настраиваться автоматически. Ваши глаза могут различать разные цвета, могут очень быстро адаптироваться к изменениям света и могут автоматически фокусироваться.

iris регулирует количество света, попадающего в глаз, как и диафрагму в фотоаппарате. Линза за ним фокусирует свет, чтобы сформировать перевернутое изображение на задней части глаза или сетчатке .В самом начале вашего детского развития ваш мозг научился переворачивать перевернутое изображение вверх ногами, чтобы сделать его «правильной стороной вверх».

Сетчатка выстлана двумя видами сенсорных рецепторов для различения света: палочковидными и колбочковыми клетками. Есть 12 миллионов стержневых ячеек и 7 миллионов колбочек. Стержневые рецепторы реагируют на все длины волн видимого света в условиях низкой освещенности, что позволяет нам видеть объекты в тусклом свете. С другой стороны, рецепторы конуса реагируют на волны определенной длины, которые позволяют нам определять цвет и отправлять эту информацию в мозг.

Существует три различных типа конусообразных рецепторов для цветного света: один наиболее чувствителен к красному свету, один к зеленому свету и один к синему свету. С помощью этих трех цветовых рецепторов мы можем воспринимать более миллиона различных оттенков цвета. Однако колбочки менее чувствительны, чем стержни, и поэтому требуют более высокого уровня света. Вот почему в условиях низкой освещенности сложно различить цвет предметов. «Призрачные» окрашенные или извивающиеся «остаточные изображения» могут появиться, когда палочковидные или колбочковые клетки устают.

Однако изображение, которое собирает ваш глаз, — это лишь первый шаг в создании смысла. Когда информация от ваших органов чувств неясна, неполна или кажется обратной, ваш мозг вмешивается, чтобы помочь осмыслить ваш мир, заполняя пробелы, игнорируя определенные данные или принимая решения, обычно основанные на вашем предыдущем опыте. Но эта интерпретация иногда может не отражать реальность и может привести к иллюзии .

Хотя это устройство делает упор на оптические иллюзии, как тактильные , так и слуховые иллюзии также могут быть результатом неправильной интерпретации мозгом данных, полученных от прикосновения и слуха.Чтобы укрепить эту концепцию, тактильные и слуховые иллюзии также были включены как действия и расширения.

Совет учителя:
Мы рекомендуем вам переключаться между различными типами иллюзий, в идеале располагая станции вокруг класса, чтобы учащиеся могли посещать их по очереди.

Словарь

слуховая иллюзия : Иллюзия, связанная с неправильной интерпретацией мозгом звуковых сигналов.

латеральное ингибирование : Снижение клеткой тела активности соседней клетки.

мираж : оптическая иллюзия, при которой световые лучи преломляются или изгибаются, создавая смещенное изображение далеких объектов.

оптическая иллюзия : Иллюзия, связанная с неправильной интерпретацией мозгом визуальных сигналов.

проприоцепция : Наше ощущение относительного расположения различных частей нашего тела, то есть наша внутренняя «карта».

сенсорный рецептор : сенсорный нервный конец, который реагирует на раздражители.

тактильная иллюзия : Иллюзия, связанная с неправильной интерпретацией мозгом тактильных (осязательных) сигналов.

иллюзия : Что-то, что вводит в заблуждение, производя ложное или вводящее в заблуждение впечатление о реальности.

тауматроп : Карта с разными, но связанными изображениями на противоположных сторонах, такими как лошадь с одной стороны и всадник с другой, которые кажутся объединенными при быстром вращении карты, таким образом иллюстрируя постоянство зрения.

стробоскоп : Устройство для изучения движения тела, особенно тела, находящегося в быстром вращении или вибрации, посредством замедления или остановки движения. Это можно сделать, периодически освещая тело «стробоскопом» или просматривая его через широко расставленные отверстия во вращающемся диске.

как работает оптическая иллюзия?

---

Как работает оптическая иллюзия? — Скарлетт, 8 лет, Шеллхарбор, Новый Южный Уэльс.

---

---

Взгляните на это изображение и проведите глазами по узору:

Ваши глаза сообщают мозгу, что он видит, и мозг заполняет недостающую информацию. Shutterstock

Вы видите что-то движущееся? Ну, на самом деле он не движется. Просто ваш мозг сбивает с толку то, что говорят ему глаза.

Запутанный мозг

Наш мозг подобен слепому суперкомпьютеру; он очень умный, но не видит.Это просто действительно умная капля.

Чтобы понять, что ему нужно, наши глаза сообщают нашему мозгу, как выглядят вещи вокруг нас. Проблема в том, что наши глаза знают лишь несколько слов, чтобы описать то, что они видят.

Иногда наш мозг сбивается с толку из-за того, что ему пытаются сказать глаза.

Это может означать, что мозг думает, что вещи движутся, когда на самом деле они неподвижны. Или вы можете «увидеть» формы, оттенки или цвета, которых на самом деле нет.

Например, посмотрите на квадрат A и квадрат B на этой картинке:

Квадрат A и квадрат B выглядят по-разному? Квинслендский институт мозга, автор предоставил

Квадрат A выглядит светлее, но на самом деле темнее, чем Квадрат B.На самом деле, вот как выглядят оба квадрата рядом:

Квинслендский институт мозга, автор предоставлен (без повторного использования)

---

Читать далее: Какой был первый компьютер?

---

Простой язык

Наши глаза и мозг говорят друг с другом на очень простом языке, как ребенок, который не знает многих слов. В большинстве случаев это не проблема, и наш мозг способен понять, что ему говорят глаза.

Цвет апельсина, размер стула, как далеко до двери — ваш мозг знает все это, потому что глаза говорят это простым языком.

Но ваш мозг также должен «заполнять пробелы», что означает, что он должен делать некоторые предположения, основываясь на простых подсказках по глазам. В основном эти предположения верны (например, я вижу, что дверь выглядит примерно на , это большой , а свет падает на нее, , в ту сторону, , поэтому мой мозг берет эти простые подсказки и угадывает, что дверь находится примерно в одном метре).

Неправильное предположение

Иногда, однако, мозг ошибается.

Наши глаза и мозг эволюционировали и стали довольно чувствительны к движению, даже когда его на самом деле нет. Shutterstock

Например, думает, что наши глаза сказали, что что-то движется, но это не то, что глаза имели в виду, сказать мозгу. (Наш мозг и глаза эволюционировали и стали очень чувствительны к движению, потому что в доисторические времена было большим подспорьем, если вы могли замечать движение рано и часто.Легкий шорох в кустах мог означать, что рядом хищник и пора бежать. Раннее обнаружение движения может спасти вам жизнь!)

Оптические иллюзии случаются, когда наш мозг и глаза пытаются говорить друг с другом простым языком, но интерпретация немного запутывается.

Но как и почему?

Многие ученые работали очень трудно в течение многих лет, пытаясь понять, как оптические иллюзии работы. Но правда в том, что во многих случаях мы до сих пор не знаем наверняка, как наш мозг и глаза работают вместе, чтобы создать эти иллюзии.

Мы знаем, что информация, которую собирают наши глаза, проходит долгий и сложный путь, попадая в мозг. Некоторая путаница случается в самом начале этого пути. Другие оптические иллюзии можно объяснить только действительно сложными процессами в этом путешествии.

В целом, чем дальше по линии возникают эти «недоразумения», тем меньше ученые, как правило, знают, как именно они происходят.

Но кто знает? Может быть, вы вырастете и станете частью исследовательской группы, которая взламывает код.