Optinė iliuzija – regėjimo iliuzija, tipai ir priežastys
Optinė iliuzija (dar vadinama regėjimo iliuzija) – tai reiškinys, kai mūsų akys ir smegenys sukuria vaizdus, kurie skiriasi nuo įprastos tikrovės. Kitaip tariant, mes matome kažką, kas neatitinka objektyvių fizinių matavimų ar aplinkos savybių.
Akies surinkta informacija apdorojama smegenyse, kad susidarytų suvokimas. Tai įprastas ir būtinas procesas, tačiau optinės iliuzijos atsiranda tada, kai gaunamas vaizdas nesutampa su tuo, ką parodo fizinis stimulo matavimas. Iliuzijos parodo, kaip sudėtingai ir dinamiškai smegenys interpretavo jutiminius signalus.
Optinių iliuzijų tipai
Dažniausiai skiriami trys pagrindiniai regėjimo iliuzijų tipai:
- Tiesioginės iliuzijos – sukuriamos specialių formų, linijų ar kontrastų taip, kad gaunamas vaizdas aiškiai skiriasi nuo juos sudarančių objektų. Pavyzdžiui, kai piešinyje tiesios linijos atrodo pasvirusios arba objektai atrodo sulenkti.
- Fiziologinės iliuzijos – kyla dėl per didelio arba specifinio jutiminio stimulo poveikio akims ir smegenims. Tai gali būti poveikis dėl ryškumo, spalvos, dydžio, padėties, pasvirimo, judesio ar ilgalaikio stimuliavimo. Pavyzdžiai: po ryškaus blyksnio liekantys poefektai (afterimages) arba judesio iliuzijos, kai statinis vaizdas atrodo judantis.
- Kognityvinės iliuzijos – kyla dėl smegenų nesąmoningų išvadų ir įpročių interpretacijos. Tai yra tada, kai mūsų protas remiasi ankstesne patirtimi, kontekstu ir greitais spėjimais, ir priima neteisingą sprendimą. Dauguma geometrinių iliuzijų ir stereotipinių klaidų suvokime priklauso šiai kategorijai.
Kaip mokslininkai tai aiškina
Bendras daugumos iliuzijų paaiškinimas susijęs su tuo, kaip smegenys apdoroja jutiminius duomenis, kad sukurtų prasmingą vaizdą. Didysis XIX a. psichologas Hermanas fon Helmholcas (Hermann von Helmholtz) suvokimą apibūdino kaip „nesąmoningas išvadas iš jutiminių duomenų ir ankstesnės patirties“ — t. y. smegenys nuolat spėlioja, kas yra aplink mus, naudodamos praeities žinias.
Ričardas Gregoris (Richard Gregory) siūlė suvokimo modelį, kuriame smegenys suformuoja hipotezes apie aplinką: jas patikrina ir, kai hipotezė neteisinga, mes gauname iliuziją. Pagal Gregorį, iliuzijos atskleidžia, kaip organizuojamos taisyklės ir spėjimai mūsų suvokime.
Niujorko Renselero politechnikos instituto mokslininkas Markas Changizi mano, kad kai kurios optinės iliuzijos atsiranda dėl tam tikro „nervinio vėlavimo“. Kai šviesa patenka į tinklainę, praeina maždaug viena dešimtoji sekundės dalis, kol smegenys paverčia signalą suvokimu. Changizi teigia, kad regos sistema išsivystė taip, kad kompensuotų šį vėlavimą — ji „numato“ trumpalaikę ateitį ir taip leidžia žmonėms sklandžiai reaguoti į greitus įvykius. Iliuzijos tada atsiranda, kai numatymas neatitinka realių sąlygų.
Šiuolaikinis supratimas: prognozavimo modeliai
Dabartiniai neuromoksliniai modeliai dažnai remiasi idėja apie prognozavimą (predictive processing): smegenys nuolat prognozuoja jutimų duomenis ir lygina prognozes su gaunama informacija. Skirtumas tarp prognozės ir realybės (jątikslintinas klaidos signalas) lemia suvokimo pakeitimus. Optinės iliuzijos — tai situacijos, kuriose prognozės sistemingai veda į klaidingą interpretaciją.
Žinomi iliuzijų pavyzdžiai ir ką jie parodo
- Müller–Lyer iliuzija — dvi vienodo ilgio linijos atrodo skirtingos dėl rodyklių galų; iliuzija pabrėžia, kaip kontekstas veikia matomo ilgio suvokimą.
- Ponzo iliuzija — atrodo, kad du identiško dydžio objektai yra skirtingo dydžio dėl perspektyvos linijų fono; tai rodo, kaip smegenys naudoja gylio žymes.
- Kanizsa trikampis — smegenys „užpildo“ trūkstamas ribas, todėl matome netikrus objektus; tai iliustruoja, kaip suvokimas formuojamas iš fragmentuotų signalų.
- Spalvų ir poefektų iliuzijos (pvz., po ryškaus blyksnio atsirandantys atvaizdai) rodo tinklainės ir kortikalinių procesų prisitaikymą prie intensyvių dirgiklių.
Praktinė reikšmė ir taikymai
Studijos apie optines iliuzijas svarbios keliose srityse:
- neurokognityviniuose tyrimuose — padeda suprasti suvokimo mechanizmus;
- dizaino ir vartotojo sąsajų kūrime — žinant iliuzijų principus galima kurti aiškesnius vizualinius sprendimus arba, priešingai, specialius efektus;
- meno ir iliustracijų srityje — menininkai pasitelkia iliuzijas kurdami išraiškingus vaizdus;
- transporto saugumo ir signalizacijoje — supratimas apie vaizdinį suvokimą padeda sumažinti klaidingą interpretuotą informaciją.
Kada verta kreiptis į gydytoją
Optinės iliuzijos pačios savaime yra natūralios ir dažnos. Tačiau jei matote staigius, nuolatinius ar didėjančius vizualinius iškraipymus, mirgėjimą, praradimą pusėje regėjimo lauko, stiprius galvos skausmus kartu su regos sutrikimais ar kitas neurologines problemas — verta kreiptis į akių gydytoją arba neurologą. Tokie simptomai gali būti susiję su migrena, tinklainės ar regos nervo problemomis arba kitais rimtesniais sutrikimais.
Kaip saugiai eksperimentuoti su iliuzijomis
- Išbandykite klasikines iliuzijas internete ar knygose ir stebėkite, kaip skiriasi suvokimas keičiant atstumą ar žiūrėjimo kampą.
- Atkreipkite dėmesį į apšvietimą: intensyvi šviesa arba kontrastas dažnai sustiprina fiziologinius efektus.
- Eksperimentuokite trumpais žvilgsniais ir uždengus vieną akį — tai padeda suprasti, kiek regos suvokimas priklauso nuo dvikės informacijos.
Santrauka: optinė iliuzija atskleidžia, kaip smegenys interpretuoja jutiminę informaciją, jungdamos dabartinį signalą su ankstesne patirtimi, prognozėmis ir taisyklėmis. Tyrimai (nuo Helmholzo iki šiuolaikinių prognozavimo modelių) padeda suprasti, kodėl ši sistema yra efektyvi daugeliu atvejų, bet kartais sukelia klaidas — iliuzijas.
Grindų plytelės Šventojo Jono Laterano bazilikoje Romoje. Raštas sukuria trimačių dėžių iliuziją.
Optinė iliuzija. Atrodo, kad abu apskritimai juda, kai žiūrovo galva, žiūrėdama į juodą tašką, juda pirmyn ir atgal.
Vienalaikė kontrasto iliuzija. Fonas yra spalvinis gradientas, pereinantis iš tamsiai pilkos į šviesiai pilką. Atrodo, kad horizontali juosta pereina iš šviesiai pilkos į tamsiai pilką, bet iš tikrųjų yra tik vienos spalvos.
Kanizos trikampis
Geltonos linijos yra vienodo ilgio. Spustelėkite paveikslėlio apačioje esantį pavadinimą, kad gautumėte paaiškinimą.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra optinė iliuzija?
A: Optinė iliuzija - tai regimasis vaizdas, kuris skiriasi nuo tikrovės. Ji atsiranda, kai akies surinkta informacija apdorojama smegenyse ir sukuria suvokimą, kuris neatitinka fizinio stimulo šaltinio matavimo.
K: Kokios yra trys pagrindinės regos iliuzijų rūšys?
A: Trys pagrindinės regos iliuzijų rūšys yra tiesioginės optinės iliuzijos, fiziologinės iliuzijos ir kognityvinės iliuzijos. Tiesioginės optinės iliuzijos sukuria vaizdus, kurie skiriasi nuo juos sudarančių objektų, fiziologines iliuzijas sukelia pernelyg didelis ryškumo, spalvos, dydžio, padėties, posvyrio ar judesio stimuliavimas, o kognityvinės iliuzijos atsiranda dėl nesąmoningų smegenų daromų išvadų.
Klausimas: Kaip suvokiame daiktus pagal Hermaną fon Helmholcą?
A: Pagal Hermanno von Helmholtzo suvokimo modelį, remdamiesi jutiminiais duomenimis ir ankstesne patirtimi, smegenimis išsiaiškiname, į ką žiūrime. Tam reikia sparčiai naudoti atmintį ir logiką, tačiau kartais tai gali nepavykti ir sukelti iliuziją.
K: Ką Richardas Gregory mano apie tai, kaip mūsų smegenys suvokia daiktus?
A: Ričardas Gregoris mano, kad mūsų smegenys, remdamosi jutiminiais duomenimis ir ankstesnėmis žiniomis bei patirtimi, kuria hipotezę apie tai, kas ten yra, ir dėl to kartais gali priimti neteisingus sprendimus, kurie sukelia iliuziją.
K: Kaip Markas Changizi mano, kas sukelia optines iliuzijas?
A: Markas Changizi mano, kad optinės iliuzijos atsiranda dėl "nervinio vėlavimo", kai šviesa patenka į tinklainę, tačiau smegenims prireikia vienos dešimtosios sekundės, kad ją paverstų regimuoju suvokimu. Jis teigia, kad žmonės evoliucionavo taip, kad kompensuotų šį neuroninį vėlavimą, kurdami vaizdinius apie tai, kas įvyks dešimtadaliu sekundės į priekį, o tai kartais gali lemti neteisingą suvokimą ir sukelti iliuziją.
Klausimas: Kaip mokslininkai paaiškina daugumą iliuzinių reiškinių atvejų?
A: Mokslininkai paprastai aiškina, kad dauguma iliuzinių reiškinių atsiranda dėl to, kad mūsų smegenys, apdorodamos jutiminius duomenis, sukuria prasmingą suvokimą, kuris kartais gali būti neteisingas ir dėl to mes matome kažką kitaip nei tikrovėje, todėl susidaro iliuzija.
