Informatie

Hoe werkt deze illusie?


Ik vond deze afbeelding op Google+

Als je je hoofd schudt, zie je een portret van een persoon. Kan iemand uitleggen hoe het beeld in de hersenen is opgebouwd?


Als je inzoomt op de afbeelding, kun je zien dat deze niet alleen is samengesteld uit zwarte verticale lijnen, maar ook pixels heeft met verschillende grijstinten in de witte gebieden. Wanneer je je hoofd zijwaarts beweegt, neem je de grijstinten meer waar.

Als je de zwarte lijnen zou verwijderen, zou je het gezicht duidelijk kunnen zien. Aanvankelijk dacht ik dat door de grijze vormen te vervagen wanneer je hoofd bewoog, ze zichtbaarder werden naarmate ze groter leken. Bij nader inzien denk ik echter dat wat er eigenlijk gebeurt, is dat het hoge contrast tussen de zwarte lijnen en de overwegend witte achtergrond ervoor zorgt dat je waarneming zich aanpast, zodat het de middentonen niet gemakkelijk ziet. Dit komt omdat we een lage dynamisch bereik in ons zicht (ten opzichte van absolute helderheid, maar vergeleken met camera-CCD's hebben we een hoog dynamisch bereik) - moeten we de lichtgevoeligheid aanpassen om de algehele helderheid van het beeld te compenseren. Dit heet helderheid aanpassing. Er is een goed gratis leerboek om hierover meer te lezen op Utah U's Webvision.

Wanneer u uw hoofd beweegt, vervagen de zwarte en witte lijnen, waardoor de algehele helderheid de gemiddelde helderheid van zwart en wit lijkt. Dus tegen die achtergrond neemt je lichtgevoeligheid toe en beginnen de gebieden waar de pixeltint afwijkt van het gemiddelde - de grijze pixels van het gezicht - op te vallen.

Door de helderheid te verminderen zie je het vage beeld op de achtergrond veel duidelijker...


De laatste, wetenschappelijke verklaring van "The Dress" Illusion

Lang geleden, lang geleden, in 2015, werd 'de jurk' een polariserende virale kolos. Net als de Capulets en Montagues was de massa in twee kampen verdeeld: degenen die naar de jurk keken en zagen blauw en zwart en de anderen die het zagen goud en wit. Ze konden het niet eens worden en probeerden verwoed te begrijpen waarom ze de ene set kleuren zagen en de andere niet. Zelfs de notoir onpartijdige Taylor Swift verbrak haar mediastilte om de strijd aan te gaan en koos de kant van team #blackandblue.

Nu zeggen wetenschappers dat er een definitieve verklaring is voor de discrepantie, ondanks het feit dat de jurk zwart en blauw is (goed werk, Taylor).

In een nieuw artikel gepubliceerd in de Dagboek van Visie, New York University neurowetenschapper Pascal Wallisch, Ph.D., legt uit dat de manier waarop een persoon de kleur van de jurk waarneemt, neerkomt op hoe ze aannemen dat deze wordt verlicht. Hij ontdekte dat als mensen aannamen dat de jurk werd verlicht door kunstlicht, ze de neiging hadden om te denken dat het zwart en blauw was. Als mensen echter dachten dat de jurk alleen in natuurlijk licht werd overschaduwd, dachten ze dat het goud en wit was.

"Schaduwen zijn blauw, dus we trekken mentaal het blauwe licht af om het beeld te zien, dat vervolgens in felle kleuren verschijnt - goud en wit", legt Wallisch uit in een verklaring. "Kunstlicht heeft echter de neiging gelig te zijn, dus als we het op deze manier helderder zien, houden we rekening met deze kleur, waardoor we een jurk hebben die we zien als zwart en blauw."

Wallisch kwam tot deze conclusie na een onderzoek van 13.000 studiedeelnemers die beweerden eerder een foto van de beruchte jurk te hebben gezien over hoe ze dachten dat deze was verlicht. Wallisch ontdekte dat mensen die dachten dat de jurk in de schaduw lag, eerder dachten dat het goud en wit was.

Het volgende deel van de studie was precies uitzoeken waarom die correlatie is opgetreden. De deelnemers werden verschillende vragen gesteld over hun demografische factoren, zoals hun leeftijd en geslacht, en of ze vroege vogels of nachtbrakers waren. Interessant genoeg ontdekte Wallisch dat mensen die liever vroeg naar bed gingen en zich 's ochtends het beste voelden, ook eerder dachten dat de jurk wit en goud was. Hij ontdekte ook dat 65-plussers meer kans hadden om zwart en blauw te zien, hoewel de kloof tussen ochtend en nacht de meest invloedrijke factor was.

Wallisch denkt dat ochtendmensen eerder wit en goud zien omdat ze de veronderstelling hebben dat de wereld wordt verlicht door de zon (die een schaduw zou veroorzaken) in plaats van kunstlicht. Deze bevinding ligt ten grondslag aan het feit dat we niet altijd kunnen vertrouwen op wat we zien. Wetenschappers hebben geleerd dat wanneer we iets visueel waarnemen, onze hersenen eventuele hiaten in de informatie opvullen met wat het al aanneemt dat het waar is. In het geval van de jurk veranderen percepties van verlichting onze aannames over kleurvastheid, wat kan resulteren in sterk verschillende meningen over hoe iets eruit kan zien.

De jurk is blauw en zwart, maar als je aannam dat het goud en wit is, hoef je dat niet per se slecht te vinden: troost je met het feit dat terwijl anderen aannemen dat de wereld wordt verlicht door kunstlicht, jij het nog steeds als verlicht beschouwt door de zon.


Het mechanisme achter optische illusies uitleggen

Ooit iets gezien dat er niet echt is? Zou je geest je parten kunnen spelen? De '8220tricks' zouden kunnen zijn dat je hersenen reageren op feedback tussen neuronen in verschillende delen van het visuele systeem, volgens een studie gepubliceerd in de Journal of Neuroscience door Carnegie Mellon University Universitair docent biologische wetenschappen Sandra J. Kuhlman en collega's.

Het begrijpen van dit feedbacksysteem zou nieuw inzicht kunnen verschaffen in de neuronale circuits van het visuele systeem en zou verdere implicaties kunnen hebben voor het begrijpen van hoe de hersenen sensorische stimuli interpreteren en begrijpen.

Veel optische illusies laten je iets zien dat er niet is. Neem de Kanizsa-driehoek: als je drie Pac-Man-achtige wiggen op de juiste plek plaatst, zie je een driehoek, ook al zijn de randen van de driehoek niet getekend.

“We zien met zowel onze hersenen als onze ogen. Je hersenen maken gevolgtrekkingen waardoor je de driehoek kunt zien. Het verbindt de punten tussen de hoeken van de wiggen, zei Kuhlman, die lid is van Carnegie Mellons BrainHub neuroscience-initiatief en het gezamenlijke Carnegie Mellon/University of Pittsburgh Center for the Neural Basis of Cognition (CNBC) . “Optische illusies illustreren enkele van de verbazingwekkende dingen die ons visuele systeem kan doen.”

Als we naar een object kijken, reist informatie over wat we zien door circuits van neuronen die beginnen in het netvlies, door de thalamus en in de visuele cortex van de hersenen. In de visuele cortex wordt de informatie in meerdere fasen verwerkt en uiteindelijk naar de prefrontale cortex gestuurd, het gebied van de hersenen dat beslissingen neemt, inclusief hoe te reageren op een bepaalde stimulus.

Niet alle informatie blijft echter op dit voorwaarts bewegende pad. In de secundaire fase van verwerking in de visuele cortex keren sommige neuronen van koers en sturen informatie terug naar de eerste fase van verwerking. Onderzoekers van Carnegie Mellon vroegen zich af of deze feedback de manier zou kunnen veranderen waarop de neuronen in de visuele cortex reageren op een stimulus en de berichten die naar de prefrontale cortex worden gestuurd, kan veranderen.

Hoewel er veel onderzoek is gedaan naar hoe informatie door het visuele systeem vooruit gaat, is er minder gedaan om de impact te bestuderen van de informatie die achteruit gaat. Om erachter te komen of de informatie die van de secundaire verwerkingsfase naar de eerste fase gaat, van invloed was op de manier waarop informatie in het visuele systeem wordt gecodeerd, moesten de onderzoekers de omvang van de informatie kwantificeren die van de tweede fase terug naar de eerste fase werd gestuurd. . Met behulp van een muismodel registreerden ze normaal neuronaal schieten in de eerste fase van de visuele cortex terwijl de muis keek naar bewegende patronen die randen vertegenwoordigden. Vervolgens brachten ze de neuronen tot zwijgen in de tweede fase met behulp van gemodificeerde optogenetische technologie. Dit stopte de terugkoppeling van informatie van de tweede fase terug naar de eerste fase, en stelde de onderzoekers in staat om te bepalen hoeveel van de neuronale activiteit in de eerste fase van visuele verwerking het resultaat was van feedback.

Carnegie Mellon-neurowetenschappers geloven dat neuronale feedback zou kunnen verklaren waarom we optische illusies zien, zoals de Kanizsa-driehoek. Afbeelding aangepast van het persbericht van Carnegie Mellon University.

Twintig procent van de neuronale activiteit in de visuele cortex was het resultaat van feedback, een concept dat Kuhlman wederzijdse connectiviteit noemt. Dit geeft aan dat een deel van de informatie die uit de visuele cortex komt, geen directe reactie is op visuele stimuli, maar een reactie is op hoe de stimuli werden waargenomen door hogere corticale gebieden.

De feedback, zegt ze, zou ervoor kunnen zorgen dat onze hersenen de ongetekende lijnen in de Kanizsa-driehoek voltooien. Maar wat nog belangrijker is, het betekent dat het bestuderen van neuronale feedback belangrijk is voor ons begrip van hoe de hersenen werken om stimuli te verwerken.

Dit vertegenwoordigt een nieuwe manier om visuele waarneming en neurale berekeningen te bestuderen. Als we het visuele pad en de corticale functie in het algemeen echt willen begrijpen, moeten we deze wederzijdse verbinding begrijpen', zei Kuhlman.

Andere auteurs van deze studie zijn Carnegie Mellon en Diego E. Pafundo, Mark A. Nicholas en Ruilin Zhang van de CNBC.

Financiering: Deze studie werd gefinancierd door de Knights Templar Eye Foundation, het Howard Hughes Medical Institute Undergraduate Program, de Fight-For-Sight Foundation en het National Eye Institute van de National Institutes of Health (R01-EY024678).


Hoe optische illusies werken

Als het erom gaat te begrijpen hoe de vijf zintuigen werken, hebben we een redelijk goed idee van wat er gebeurt totdat de zintuiglijke informatie de hersenen bereikt. Vanaf dat moment hebben wetenschappers nog steeds een beperkt begrip van hoe de zintuiglijke input wordt vertaald in iets dat kan worden begrepen.

Door die beperkte kennis weten we nog steeds niet helemaal hoe optische illusies werken, wat ze zo leuk maakt! Toch hebben we een aantal behoorlijk goede ideeën over wat dit effect kan veroorzaken. Dit is wat we tot nu toe weten over hoe verschillende soorten illusies werken.

Natuurlijke optische illusies

Guido Vermeulen-Perdaen/Shutterstock

In de natuur worden optische illusies meestal veroorzaakt door de manier waarop de atmosfeer interageert met licht.

Het voorbeeld van een luchtspiegeling, waar je waarschijnlijk het meest bekend mee bent, laat water op het droge verschijnen tijdens een warme dag en is een soort van 'slechte luchtspiegeling'. Deze luchtspiegelingen bedriegen niet alleen je ogen. 8212je kunt ze echt op een foto vastleggen.

In een inferieure luchtspiegeling bevindt zich koude lucht boven uw gezichtslijn en warme lucht eronder. Licht dat de warmere lucht raakt, wordt gebogen voordat het uw ogen bereikt, waardoor een afbeelding van iets boven uw gezichtslijn eronder verschijnt.

Als je bijvoorbeeld denkt water op de grond te zien, zie je dankzij deze lichttruc eigenlijk een stukje van de lucht op de grond verschijnen. Maar je hersenen interpreteren het als water dat het beeld van de lucht weerspiegelt, omdat het weet dat een deel van de lucht niet op de grond kan zijn.

Wanneer de warme lucht en de koele lucht worden omgekeerd, krijg je een superieure luchtspiegeling. Hierdoor verschijnt een deel van een afbeelding onder uw gezichtslijn erboven. De voorwaarden voor een superieure luchtspiegeling gebeuren vaak over grote watermassa's.

Als je bijvoorbeeld onder de juiste omstandigheden over de oceaan kijkt, kan het lijken alsof boten of andere objecten in de lucht zweven. Een ongelijkmatige temperatuurinversie kan ook een Fata Morgana creëren, die beide soorten luchtspiegeling vermengt en er vaak uitziet als een drijvende constructie of gebouw op het water.

Op vorm gebaseerde optische illusies

De grijze lijnen in deze afbeelding zijn allemaal recht en evenwijdig, geen gebogen hunthomas

Hoewel natuurlijke optische illusies alleen voorkomen als de omstandigheden goed zijn, kun je op elk gewenst moment een door de mens gemaakte optische illusie vinden. Veel van deze optische illusies hebben betrekking op vormen of lijnen.

In deze illusies creëren geometrische vormen een effect dat er vervormd of anderszins vreemd uitziet. Een reden voor deze effecten lijkt iets in onze hersenen te zijn dat laterale remming wordt genoemd, waarbij specifieke neuronen reageren op lijnen in specifieke richtingen. Wanneer een neuron wordt geactiveerd, worden degenen die er dichtbij staan ​​gedeactiveerd, waardoor het voor ons moeilijker wordt om de oriëntatie te interpreteren van lijnen die dicht bij elkaar liggen maar in verschillende richtingen gaan. Kijk goed naar de afbeelding hierboven en je zult verrast zijn om te ontdekken dat de lijnen eigenlijk evenwijdig zijn.

Voor het grootste deel hebben we echter niet zulke duidelijke theorieën om uit te leggen hoe deze illusies in wisselwerking staan ​​met de hersenen. Wat we wel weten, is dat onze hersenen tweedimensionale beelden interpreteren om in een driedimensionale wereld te passen, en daarom werken veel optische illusies zo goed. Wat logisch is in drie dimensies, werkt vaak niet op dezelfde manier in twee dimensies. Onze hersenen kunnen het 'echte' beeld niet goed zien, omdat ze proberen het beeld in een 3D-concept van de werkelijkheid te passen.

Op kleuren gebaseerde optische illusies

Ten slotte zijn sommige optische illusies gebaseerd op kleur, en ja, het gemakkelijkste voorbeeld is van die jurk die online viraal ging. Niemand kon beslissen of het blauw en zwart of wit en goud was. Maar zien kleuren er niet voor iedereen hetzelfde uit?

Het blijkt dat ze dat niet doen. De kleur die we zien heeft veel te maken met de verlichting waarin we hem zien. Kijk bijvoorbeeld naar een rood shirt in een schemerige kamer en schijn vervolgens met een felle zaklamp op datzelfde rode shirt. De verandering in licht verandert de zichtbare kleur drastisch. Maar omdat je weet in wat voor soort verlichting je het ziet, kunnen je hersenen de werkelijke kleur van het shirt nauwkeurig achterhalen.

Als je naar afbeeldingen kijkt, kijken je hersenen zowel naar de kleur van de afbeelding als naar de verlichting die in de afbeelding wordt gesuggereerd om erachter te komen welke kleur wordt weergegeven. In foto's zoals de beruchte jurkfoto zijn de bron en het type verlichting echter niet duidelijk.

Bij gebrek aan die informatie proberen je hersenen de kleur toch te interpreteren en krijgen ze mogelijk een fout antwoord. De hoofden van verschillende mensen zullen op verschillende lichtinterpretaties terechtkomen, wat resulteert in deze op kleuren gebaseerde meningsverschillen. (Trouwens, de jurk was blauw en zwart.)

Hoewel optische illusies ons bedriegen, hebben we de neiging om ervan te genieten omdat ze interessant en ongevaarlijk zijn. Als het om serieuzere zaken in het leven gaat, kunnen onze hersenen meestal precies interpreteren wat we zien, dus als we een illusie zien, kunnen we ontspannen en ervan genieten.

Maar zijn andere zintuiglijke illusies meer snode? We bespreken de manieren waarop alle vijf zintuigen ons kunnen misleiden, dus kom snel terug om meer te weten te komen over de verschillende manieren waarop onze hersenen voor de gek worden gehouden door onze zintuigen.


Fysiologische illusies

Het herhalende patroon van het beeld activeert dezelfde paden van het visuele systeem, waardoor een fysiologische illusie ontstaat. Afbeelding door Paaliaq.

Fysiologische illusies zorgen ervoor dat een persoon delen van een afbeelding ziet die er niet zijn. Deze afbeeldingen hebben vaak meerdere exemplaren van dezelfde afbeelding of hetzelfde patroon. Het herhalende patroon van het beeld activeert dezelfde paden van het visuele systeem, ongeacht waar de ogen zich op richten. Dit overbelast het visuele systeem, waardoor de optische illusie ontstaat.

Een voorbeeld hiervan is de Herman Grid Illusion. De afbeelding bestaat alleen uit zwarte vakken en witte lijnen, maar als je ernaar kijkt, zie je waarschijnlijk vage zwarte stippen waar de witte lijnen elkaar kruisen. Deze illusie maakt gebruik van de procesinformatie van het visuele systeem voor contrasterende kleuren.


Dubbelzinnige kubus

Sommige objecten of figuren zijn 'dubbelzinnig' en bieden visuele input die je hersenen op meer dan één manier kunnen interpreteren. In deze Snack bouw je een driedimensionale kubus die dubbelzinnig gedrag vertoont wanneer je hem met één oog bekijkt.

Gereedschappen en materialen

  • Twaalf rietjes, allemaal even lang (vermijd zo mogelijk kleurloze transparante/doorschijnende rietjes)
  • Genoeg chenille-stelen (ook bekend als pijpreinigers) om acht stukken van 6 inch te leveren wanneer ze worden gesneden (u kunt chenille-stelen online vinden en in ambachtelijke winkels zijn ze meestal verkrijgbaar in lengtes van 12 inch, maar kunnen ook in andere lengtes komen)
  • Schaar
  • Optioneel: extra rietjes en chenillestelen touwtje

Samenkomst

  1. Snijd de chenillestelen zodat je acht stukken hebt, elk 15 cm lang.
  2. Buig chenillestelen om driepotige hoeksteunen te vormen, zoals weergegeven in de onderstaande foto.
  3. Bouw een open kubus door de hoeksteunen in de uiteinden van de rietjes te steken (zie onderstaande foto). Buig de hoeksteunen zo nodig om de vereiste hoeken te vormen.

Te doen en op te merken

Plaats de kubus op de grond en ga op een afstand van twee tot drie voet staan. Pas je positie aan zodat je naar een van de verticale randen van de kubus kijkt, niet naar een van de platte vlakken (zie onderstaande foto).

Pas uw afstand aan zodat de bovenhoek die het dichtst bij u is (ongeveer) uitgelijnd is met het midden van de onderkant van de kubus, zoals weergegeven in de onderstaande foto.

Sluit één oog en staar naar de kubus. Probeer "voorbij" de kubus te kijken - of concentreer je blik op de onderste achterhoek en "wil" deze naar je toe bewegen. Probeer te voorkomen dat u uw aandacht richt op plaatsen waar de rietjes elkaar kruisen. Als alles goed werkt, zou het lijken alsof de kubus plotseling langs een rand staat, of mogelijk op een hoek, in plaats van op een plat vlak.

Als je dit effect ervaart, houd dan de focus van je blik vast en leun voorzichtig iets naar links en dan naar rechts. Je zou de hele kubus moeten zien draaien in de richting waarin je beweegt.

Het openen van je andere oog zal normaal gesproken de illusie vernietigen.

Let op: Op het gebied van perceptie is het helaas zo dat sommige mensen niet het gewenste effect zullen ervaren. Mocht u dit overkomen, dan bieden wij u onze condoleances aan!

Wat gebeurd er?

Deze driedimensionale kubus creëert een dubbelzinnige figuur omdat hij op twee manieren kan worden waargenomen: de ene is de feitelijke fysieke kubus, de andere - de 'roterende' kubus - is een illusie.

Als je erin slaagde de illusie waar te nemen, leek de onderste achterhoek van de kubus dichter bij je dan de voorste bovenhoek. Dit gebeurt omdat het sluiten van één oog je dieptewaarneming belemmert, waardoor het voor je hersenen gemakkelijk wordt om de signalen te negeren die worden gegeven door de plaatsen waar de rietjes elkaar kruisen. Normaal gesproken geeft uw tweeogige stereovisie u voldoende informatie om de kubus correct te interpreteren, daarom verdwijnt de illusie wanneer u uw andere oog opent.

Waarom lijkt de omgekeerde kubus te draaien als je van kijkpositie verandert? Probeer dit: sluit één oog, houd een van je wijsvingers op armlengte en lijn het uit met een ver verwijderd referentiepunt, zoals een foto op een verre muur. Beweeg uw hoofd naar rechts en merk op dat uw vinger naar links lijkt te bewegen ten opzichte van het verre object, beweeg uw hoofd naar links en uw vinger lijkt naar rechts te bewegen. Ten opzichte van het verre object beweegt je vinger (dat is het dichtstbijzijnde object) in een richting die tegengesteld is aan die van je hoofd.

Wanneer je de kubus in zijn "roterende modus" ziet en je hoofd naar één kant beweegt, verwachten je hersenen dat de delen van de kubus die het dichtst bij je zijn naar de andere kant gaan. Maar de delen van de kubus die je hersenen als het dichtste waarnemen, zijn eigenlijk de delen die verder weg zijn - dus ze bewegen in plaats daarvan naar rechts. Je brein probeert de situatie te begrijpen (zoals altijd), en interpreteert de visuele input zo goed mogelijk: het "ziet" het object roteren om je blik te volgen.

Visuele illusies zijn leuk om mee te spelen, maar ze zijn ook onderwerp van serieuze studie door neurowetenschappers. De ‘fouten’ die onze hersenen maken, geven inzicht in ons waarnemingsproces.

Verder gaan

Extra 3-D dubbelzinnige figuren

Je kunt een soortgelijke illusie ervaren met een verscheidenheid aan andere driedimensionale figuren. Een tetraëder, zoals hieronder afgebeeld, is slechts één van de mogelijkheden.

Probeer je eigen dubbelzinnige figuren te maken van extra rietjes en chenille-stengelhoeken en kijk welke illusies je kunt genereren. Probeer figuren van verschillende groottes. Probeer ze op een tafel te leggen in plaats van op de grond, of hang ze op met een touwtje. Probeer verschillende kleuren. Gebruik je creativiteit - en je nieuwsgierigheid!

Necker's 2D-kubus

De dubbelzinnige tweedimensionale figuur hieronder wordt een Necker-kubus genoemd. Deze klassieke optische illusie werd voor het eerst beschreven in 1832 door de Zwitserse geograaf Louis Albert Necker. Het vierkant in de linkerbenedenhoek van de tekening kan het ene moment lijken op het buitenoppervlak van een kubus die naar beneden en naar links helt, en een ogenblik later lijkt het misschien het binnenoppervlak van een kubus die naar boven en naar het recht.

(De afbeelding hieronder is in wezen dezelfde kubus, maar met het vierkant linksonder gearceerd. Als je moeite hebt om de illusie waar te nemen, kan deze verbetering helpen.)


Inhoud

Negatieve nabeelden worden veroorzaakt wanneer de fotoreceptoren van het oog, vooral bekend als staafjes en kegeltjes, zich aanpassen aan overstimulatie en gevoeligheid verliezen. Nieuwer bewijs suggereert dat er ook een corticale bijdrage is. [3] Normaal gesproken wordt het overstimulerende beeld verplaatst naar een nieuw deel van het netvlies met kleine oogbewegingen die microsaccades worden genoemd. Als het beeld echter groot is of het oog te stabiel blijft, zijn deze kleine bewegingen niet voldoende om het beeld constant naar verse delen van het netvlies te laten bewegen. De fotoreceptoren die constant aan dezelfde stimulus worden blootgesteld, zullen uiteindelijk hun toevoer van fotopigment uitputten, wat resulteert in een afname van het signaal naar de hersenen. Dit fenomeen is te zien bij het verplaatsen van een heldere naar een schemerige omgeving, zoals binnenshuis wandelen op een heldere, besneeuwde dag. Deze effecten gaan gepaard met neurale aanpassingen in de occipitale kwab van de hersenen die vergelijkbaar zijn met aanpassingen van de kleurbalans in fotografie. Deze aanpassingen proberen het zicht consistent te houden in dynamische verlichting. Door een uniforme achtergrond te bekijken terwijl deze aanpassingen nog plaatsvinden, kan een persoon het nabeeld zien, omdat gelokaliseerde gezichtsgebieden nog steeds door de hersenen worden verwerkt met behulp van aanpassingen die niet langer nodig zijn.

De Young-Helmholtz trichromatische theorie van kleurenzien stelde dat er drie soorten fotoreceptoren in het oog waren, elk gevoelig voor een bepaald bereik van zichtbaar licht: kegels met korte golflengte, kegels met gemiddelde golflengte en kegels met lange golflengte. De trichromatische theorie kan echter niet alle nabeeldverschijnselen verklaren. In het bijzonder zijn nabeelden de complementaire tint van de aanpassende stimulus, en de trichromatische theorie kan dit feit niet verklaren. [4]

Het falen van de trichromatische theorie om rekening te houden met nabeelden geeft aan dat er behoefte is aan een tegenstander-procestheorie zoals die van Ewald Hering (1878) en verder ontwikkeld door Hurvich en Jameson (1957). [4] De tegenstander-procestheorie stelt dat het menselijke visuele systeem kleurinformatie interpreteert door signalen van kegels en staafjes op een antagonistische manier te verwerken. De kleurentheorie van de tegenstander suggereert dat er drie tegenstanderskanalen zijn: rood versus groen, blauw versus geel en zwart versus wit. Reacties op de ene kleur van een kanaal van de tegenstander zijn tegenstrijdig met die van de andere kleur. Daarom zal een groen beeld een magenta nabeeld produceren. De groene kleur vermoeit de groene fotoreceptoren, waardoor ze een zwakker signaal produceren. Alles wat resulteert in minder groen, wordt geïnterpreteerd als de gepaarde primaire kleur, die magenta is, d.w.z. een gelijke mengeling van rood en blauw. [ citaat nodig ]

Voorbeeldfilm die vervormingsillusie produceert nadat men ernaar kijkt en wegkijkt. Zie Bewegingseffect. [ citaat nodig ]

Positieve nabeelden daarentegen hebben dezelfde kleur als de originele afbeelding. Ze zijn vaak erg kort en duren minder dan een halve seconde. De oorzaak van positieve nabeelden is niet goed bekend, maar weerspiegelt mogelijk aanhoudende activiteit in de hersenen wanneer de retinale fotoreceptorcellen neurale impulsen naar de achterhoofdskwab blijven sturen. [5]

Een stimulus die een positief beeld oproept, zal via het aanpassingsproces meestal snel een negatief nabeeld oproepen. Om dit fenomeen te ervaren, kan men naar een heldere lichtbron kijken en vervolgens wegkijken naar een donkere plek, bijvoorbeeld door de ogen te sluiten. In eerste instantie zou men een vervagend positief nabeeld moeten zien, waarschijnlijk gevolgd door een negatief nabeeld dat veel langer kan aanhouden. Het is ook mogelijk om nabeelden te zien van willekeurige objecten die niet helder zijn, maar deze duren slechts een fractie van een seconde en worden door de meeste mensen niet opgemerkt. [ citaat nodig ]

Een nabeeld is in het algemeen een optische illusie die verwijst naar een beeld dat blijft verschijnen nadat de blootstelling aan het originele beeld is gestopt. Langdurig kijken naar de gekleurde vlek veroorzaakt een nabeeld van de complementaire kleur (gele kleur veroorzaakt bijvoorbeeld een blauwachtig nabeeld). Het effect "nabeeld op lege vorm" houdt verband met een klasse effecten die contrasteffecten worden genoemd. [ citaat nodig ]

In dit effect wordt gedurende enkele seconden een lege (witte) vorm op een gekleurde achtergrond gepresenteerd. Wanneer de achtergrondkleur verdwijnt (wit wordt), wordt binnen de vorm een ​​illusionaire kleur waargenomen die lijkt op de oorspronkelijke achtergrond. [ citaat nodig ] Het mechanisme van het effect is nog steeds onduidelijk en kan worden veroorzaakt door een of twee van de volgende mechanismen:


Auditieve illusie: hoe onze hersenen de gaten kunnen vullen om continu geluid te creëren

Het is relatief gebruikelijk dat luisteraars geluiden 'horen' die er niet echt zijn. In feite is het het vermogen van de hersenen om gefragmenteerde geluiden te reconstrueren waardoor we met succes een gesprek kunnen voeren in een lawaaierige kamer. Nu helpt een nieuwe studie om uit te leggen wat er in de hersenen gebeurt waardoor we een fysiek onderbroken geluid als continu kunnen waarnemen. Het onderzoek, gepubliceerd door Cell Press in het nummer van 25 november van neuron geeft een fascinerend inzicht in de constructieve aard van het menselijk gehoor.

"In ons dagelijks leven kunnen geluiden waar we aandacht aan willen besteden worden vervormd of gemaskeerd door achtergrondgeluid, wat betekent dat een deel van de informatie verloren gaat. Desondanks slagen onze hersenen erin de informatiehiaten op te vullen , waardoor we een algemeen 'beeld' van het geluid krijgen", legt senior studie auteur, Dr. Lars Riecke van de afdeling Cognitieve Neurowetenschappen van de Universiteit Maastricht in Nederland uit. Dr. Riecke en collega's waren geïnteresseerd in het ontrafelen van de neurale mechanismen die verband houden met deze illusie van auditieve continuïteit, waarbij een fysiek onderbroken geluid wordt gehoord dat door achtergrondgeluid voortgaat.

De onderzoekers onderzochten de timing van sensorisch-perceptuele processen die verband houden met de codering van respectievelijk fysiek onderbroken geluiden en hun auditieve herstel, door gedragsmetingen te combineren waarbij een deelnemer de continuïteit van een toon beoordeelde, met gelijktijdige metingen van elektrische activiteit in de hersenen. Interessant is dat langzame hersengolven, theta-oscillaties genaamd, die betrokken zijn bij het coderen van grenzen van geluiden, werden onderdrukt tijdens een onderbreking in een geluid toen dat geluid illusoir werd hersteld. "Het was alsof een fysiek ononderbroken geluid in de hersenen was gecodeerd", zegt Dr. Riecke. Deze aan herstel gerelateerde onderdrukking was het duidelijkst in de rechter auditieve cortex.

Al met al onthullen de bevindingen een nieuw mechanisme dat ons begrip van de constructieve aard van het menselijk gehoor verbetert. "Onze resultaten lieten zien dat spontane modulaties in langzaam opgewekte auditieve corticale oscillaties de waargenomen continuïteit van gefragmenteerde geluiden in ruis kunnen bepalen", concludeert Dr. Riecke. Interessant genoeg was het onderdrukkende effect aanwezig vóór een illusoir opgevulde leemte en bereikte het maximum kort na het daadwerkelijke begin van de leemte, wat suggereert dat het mechanisme snel of anticiperend kan werken en daardoor stabiel horen van gefragmenteerde geluiden in natuurlijke omgevingen mogelijk maakt. De auteurs suggereren ook dat hun resultaten een inspiratie kunnen zijn voor het toekomstige ontwerp van apparaten om mensen met gehoorproblemen te helpen.

De onderzoekers omvatten Lars Riecke, Universiteit Maastricht, Maastricht, Nederland Fabrizio Esposito, Universiteit Maastricht, Maastricht, Nederland, Universiteit van Napels, Napels, Italië Milene Bonte, Universiteit Maastricht, Maastricht, Nederland en Elia Formisano, van Universiteit Maastricht, Maastricht , Nederland.

Verhaalbron:

Materialen geleverd door Mobiele pers. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Geruite schaduw

Op het dambord links (klik om te vergroten), ziet tegel A er veel donkerder uit dan tegel B. Opmerkelijk is dat, zoals te zien is in de herziene afbeelding hieronder, A en B eigenlijk precies dezelfde kleur hebben. In een beeldbewerkingsprogramma registreren ze allebei een RGB-waarde van 120-120-120.

Edward Adelson, een professor in vision science aan het MIT, creëerde deze zogenaamde "checker shadow illusion" in 1995 om te demonstreren hoe het menselijke visuele systeem omgaat met schaduwen. Wanneer we proberen de kleur van een oppervlak te bepalen, weten onze hersenen dat schaduwen misleidend zijn omdat ze oppervlakken er donkerder uit laten zien dan ze normaal zijn. We compenseren door schaduwachtige oppervlakken te interpreteren als lichter dan ze technisch gezien op het oog lijken. [Waarom zien we in 3D?]

We interpreteren vierkant B, een lichte schaakbordtegel die in de schaduw is gegoten, dus als lichter dan vierkant A, een donkere schaakbordtegel. In werkelijkheid heeft de schaduw B net zo donker gemaakt als A.


Zijn optische illusies cultureel?

Het is een van de meest bekende optische illusies die er zijn, de M'252ller-Lyer-illusie. Twee lijnen, begrensd door pijlen. Eenvoudig. Door het bedrog van de menselijke visuele waarneming zien lijnen van gelijke lengte er anders uit wanneer pijlen in verschillende richtingen hun uiteinden afsluiten. Al meer dan een eeuw, zegt PopSci, bleef het succes van de illusie onwankelbaar:

isie-onderzoekers gingen ervan uit dat de illusie ons iets fundamenteels vertelde over het menselijk zicht. Toen ze de illusie lieten zien aan mensen met een normaal gezichtsvermogen, waren ze ervan overtuigd dat de lijn met de naar binnen wijzende pijlen langer zou lijken dan de lijn met de naar buiten wijzende pijlen.

Maar toen, in de jaren zestig, ontstond het idee dat culturele ervaring een rol zou kunnen spelen. Tot dat moment, zegt PopSci in een uittreksel uit een recent boek van Adam Alter, hoogleraar marketing en psychologie aan de New York University, was 'bijna iedereen die de illusie had gezien WEIRD', een acroniem dat cultuurpsychologen hebben bedacht voor mensen uit het Westen, Opgeleide, geïndustrialiseerde, rijke en democratische samenlevingen.'

Door de test wereldwijd te doen, viel de persistentie van de illusie uit elkaar. In de VS en voor Europese nakomelingen in Zuid-Afrika werkte de illusie.

Daarna trokken de onderzoekers verder weg en testten mensen van verschillende Afrikaanse stammen. Bosjesmannen uit zuidelijk Afrika lieten de illusie helemaal niet zien, omdat ze de lijnen als bijna identiek in lengte zagen. Kleine steekproeven van Suku-stammen uit het noorden van Angola en Bete-stammen uit Ivoorkust lieten de illusie ook niet zien, of zagen lijn B als slechts iets langer dan lijn A. Rare samenlevingen voor decennia, maar het was niet universeel.

De biologische basis van hoe deze verschillende groepen mensen de illusie zagen is identiek, maar de reactie was totaal anders. Het succes of falen van de illusie is een cultureel effect. Maar wat dat verschil veroorzaakt, is een kwestie van voortdurend debat geweest.

In zijn boek stelt Alter de theorie voor dat westerse samenlevingen, gewend om rechte lijnen en geometrische vormen in gebouwen en huizen te zien, eraan gewend raken om naar lijnen te kijken als driedimensionale representaties van de ruimte: de naar buiten gedraaide pijlen van de 'langere' 8221 lijn en de naar binnen gerichte pijlen van de '8220short'8221 lijn roepen deze ruimtelijke redenering op en onderbouwen de illusie.

Deze intuïties zijn verbonden met culturele ervaring, en de Bosjesmensen, Suku en Bete deelden die intuïties niet omdat ze zelden waren blootgesteld aan dezelfde geometrische configuraties.

Maar recent onderzoek, zegt Charles Q. Choi van WordsSideKick.com, suggereert dat dit argument van 'geometrische ervaring' kan mislukken.

In het onderzoek ontdekten wetenschappers onder leiding van Astrid Zeman van Macquarie University dat een computer die is getraind om de waarnemingen van het menselijk oog na te bootsen, ook vatbaar was voor de M'252ller-Lyer-illusie.

“In het verleden,” schrijft Choi, “wetenschappers hadden gespeculeerd dat deze illusie werd veroorzaakt door menselijke hersenen die pijlpunten en pijlstaarten verkeerd interpreteerden als diepte-aanwijzingen — in moderne omgevingen, kamers, gebouwen en wegen presenteren boxy scènes met veel randen, en kan ertoe leiden dat mensen onbewust voorspellingen doen met betrekking tot diepte wanneer ze over hoeken en hoeken rennen. Aangezien dit computermodel echter niet is getraind met 3D-beelden, kunnen deze bevindingen dat idee uitsluiten.”

'De laatste tijd hebben veel computermodellen geprobeerd na te bootsen hoe het brein visuele informatie verwerkt, omdat het daar zo goed in is', zei Zeman. “We kunnen allerlei veranderingen in belichting en achtergrond aan, en we herkennen nog steeds objecten wanneer ze zijn verplaatst, gedraaid of vervormd. Ik was benieuwd of het kopiëren van alle goede aspecten van objectherkenning ook het potentieel heeft om aspecten van visuele verwerking te kopiëren die tot verkeerde inschattingen kunnen leiden.'

De wetenschappers ontdekten dat deze kunstmatige nabootsingen van de hersenen door de illusie konden worden misleid.

Een computer die de M'252ller-Lyer-test niet doorstaat, elimineert niet de culturele aspecten van de perceptie van de illusie die in de eerdere onderzoeken zijn gerapporteerd, maar het roept wel de vraag op wat de verschillen drijft.

Al met al suggereren deze bevindingen dat de illusie niet noodzakelijkerwijs afhankelijk is van de omgeving of regels die mensen over de wereld leren. Het kan eerder het gevolg zijn van een inherente eigenschap van hoe het visuele systeem informatie verwerkt die verdere opheldering vereist.


Bekijk de video: Hoe werkt een optische illusie? Victor legt het uit! Het beste brein van Nederland (November 2021).