Sådan fungerer optiske illusioner

Tag et kig på dette billede. Hvad ser du? Et gitter med firkanter? Store. Se nu igen på det hvide rum i "gadeovergange". Selvom dette billede, kendt som Hermann Grid, er egentlig bare et sort -hvidt gitter af firkanter, det ser ud som om der er noget mere - små grå diske, eller klatter af mørke, i krydset mellem de hvide linjer. Dette gitter er et af de mest klassiske eksempler på en optisk illusion, hvor dit sind bliver narret til at se noget, der ikke er der. Du ser de mørke klatter i de hvide mellemrum, men når du stirrer lige på det sted, hvor klatten skal være, det forsvinder fordi, faktisk, det var der aldrig til at begynde med.

Dette er blot et af utallige eksempler på, at øjnene spiller tricks på hjernen. Illusioner bedrager os af forskellige årsager. Tilstødende objekter kan påvirke, hvordan du ser ting. At rode med perspektiv kan ændre din opfattelse af et objekt. Nogle gange virker illusioner på grund af mangler i den normale anatomi i vores øjne. Men lad os ikke bare bebrejde de "vinduer til sjælen". Hjernen, også, er skyldig i at få os til at narre af det, vi ser. Det kan nogle gange være for hurtigt at antage, hvordan verden skal være i stedet for hvordan verden faktisk er, får os til at se tingene forkert.

Du har sikkert set og ladet dig lure af snesevis af eksempler på optiske illusioner, og du er ikke alene. Spol tilbage i historien til de gamle grækere. Selv Aristoteles refererede til, hvor let sindet kan narres af det, det ser. Han bemærkede, at når du kiggede på et vandfald og derefter flyttede dit blik til statiske klipper i nærheden, det virkede som om klipperne bevægede sig i den modsatte retning end vandfaldet.

Selv naturen er inde på denne snyd. Vi forstår ikke helt, hvad der sker i vores hjerner, når vi ser forskellige optiske illusioner, men siden 1800 -tallet, forskere og kunstnere har lært mere om denne kobling mellem virkelighed og opfattelse og hvad den fortæller os om hjernen.

1. Tricker neuronerne
2. Nu ser du det, Nu gør du ikke
3. Mere end bare sindsspil

Tricker neuronerne

Vores opfattelse af optiske illusioner styres af vores hjerner. For eksempel, hjernen kan let vende mellem to forskellige visninger af et objekt for at gøre noget, der er todimensionalt på et stykke papir, til et objekt, som vi opfatter som værende 3-D. Men hvordan?

Det er kompliceret. Nobelprisen i fysiologi eller medicin i 1981 blev uddelt, delvis, til David Hubel og Torsten Wiesel for deres opdagelser i, hvordan hjernen fortolker den kodede kommunikation sendt til den fra øjnene. (Det år, prisen blev givet til flere vindere.) De lærte, at der er en trinvis proces i, hvordan hjernen analyserer, hvad øjet ser. Hver nervecelle eller neuron i hjernen er ansvarlig for en specifik detalje i retinalbilledets mønster. Men selv med Hubel og Wiesels opdagelser og vores viden om de forskellige dele af hjernen, der beskæftiger sig med farve, form, bevægelse og tekstur, forskere har stadig ikke en fornemmelse af, hvordan alle meddelelser kommer sammen for at producere vores overordnede opfattelse af et objekt.

Ved hjælp af MR -scanninger, forskere kan analysere, hvad der sker i vores hjerner, når vi ser på illusioner. De har lært, at neuroner faktisk kan konkurrere med hinanden om at se lyse og mørke pletter. De vindende neuroner påvirker det budskab, din hjerne får, og derfor, hvad du ender med at opfatte [kilde:Hogenboom].

En teori, som forskere har fremlagt, er, at nogle illusioner får os til at narre, fordi de udnytter den måde, hjernen hele tiden forsøger at forudsige, hvad der vil ske derefter for at kompensere for den lille forsinkelse mellem, når en begivenhed sker, og vores evnen til at opfatte det. Nogle gange matcher forudsigelsen ikke den virkelighed, som illusionen skildrer.

En anden teori forsøger at forklare illusioner med "tilsyneladende bevægelse", såsom den såkaldte slange-illusion, hvor objekterne ser ud til at bevæge sig på siden. Her, forskere foreslår, at de små - næsten umærkelige - hurtige bevægelser, vores øjne foretager (kaldet saccades ), der normalt bliver udglattet af hjernen for at give os et enkelt billede, er ansvarlige for, at vi opfatter bevægelse, når der ikke er nogen. Men andre siger, at illusionen i stedet virker, fordi den sender så mange oplysninger til vores nethinde på én gang, og de samtidige meddelelser til vores visuelle cortex forårsager forvirring.

Naturligvis, ikke alle illusioner fungerer på samme måde, og nogle teorier holder ikke altid op, når der foretages små ændringer i illusionerne. Så, kort sagt, Vi er stadig forvirrede over, hvorfor vores hjerner er så forvirrede!

Nu ser du det, Nu gør du ikke

Optiske illusioner er overalt. Aristoteles bemærkede optiske illusioner i vandfald. Indiana Jones så en i klipperne, da han tog sit trosspring over den kæmpe sprække i "Indiana Jones og det sidste korstog". Og vi ser dem overalt, fra M.C. Escher tegninger til populære internet memes (var den kjole blå eller guld?).

Faktisk, når vi har set "tricket" i en illusion, det er næsten umuligt at fjerne det. Vi kan simpelthen ikke transportere vores sind tilbage til en tid, hvor vi ikke vidste det, vi lige lærte. Når forudgående viden er tilgængelig, vores hjerne får hurtigt adgang til den og sætter den sammen med de visuelle tegn, du har fået ved faktisk at se på illusionen. Den "kan ikke se" -følelse, som mange mennesker har, når man ser på illusioner, er et perfekt eksempel på, at hjernen gør mere end bare at oversætte, hvad vores øjne ser.

Og optiske illusioner er ikke kun en funktion af vores øjne og hjerner; vores opfattelse kan også i høj grad være påvirket af kulturelle faktorer. Mens det biologiske grundlag for, hvordan optiske illusioner kan fungere, er universelt på tværs af mennesker, når nogle illusioner vises til mennesker i forskellige kulturer, ikke alle så det samme eller savnede de samme visuelle signaler [kilder:Schultz, Ændre].

Tag for eksempel Müller-Lyer-illusionen. I en undersøgelse, de fleste europæiske sydafrikanere troede, at linjerne var af forskellig længde, men buskmænd i nogle sydafrikanske stammer bemærkede korrekt, at de var de samme længder. Forskere har teoretiseret, at mennesker i vestlige samfund er vant til at se lige linjer og geometriske former, og mennesker med andre kulturelle oplevelser er ikke udsat for de samme geometriske konfigurationer, så deres hjerner springer ikke til de samme konklusioner, når de udsættes for illusioner, der er bygget på geometrisk trick [kilde:Schultz].

Imidlertid, når testcomputere designet til at efterligne hjernens aktiviteter fik den samme illusion, de er også lurt. Så den kulturelle indflydelse på opfattelsen af ​​illusioner, hvis det faktisk eksisterer, er stadig et stort spørgsmål [kilde:Schultz].

De fleste af de optiske illusioner, vi er vant til at se, såsom "djævelens stemmegaffel", har eksisteret længe. Nye illusioner er stort set riffs fra de gamle klassikere. Selv Op-Art-bevægelsen i 1960'erne og 1970'erne, som fremviste en helt ny serie af illusioner som kunst, brugte klassiske forestillinger som visuel indflydelse fra tilstødende objekter, tilsyneladende bevægelse, og vrider sig til perspektiv, som mange af vores gamle yndlings -illusioner bruger. Mennesker i dag, imidlertid, kommer stadig med nye bud på optiske illusioner. Visionsforskere afholder en årlig konkurrence om at finde de bedste nye illusioner. Konkurrencen er ikke kun sjov, men det tjener til at hjælpe dem med at studere mere om, hvordan hjernen opfatter disse billeder.

Mere end bare sindsspil

Optiske illusioner kan være sjove spil. Det er en gammel dame! Det er en ung kvinde! Gammel dame! Ung kvinde! Begge! Ingen af ​​dem! Men de er blevet brugt til medicinsk behandling. Og det er også blevet postuleret, at de kan have spillet en rolle i at forårsage en af ​​de største katastrofer i nyere historie.

Fantomsmerter er følelsen af ​​smerte i en kropsdel, der er blevet amputeret og ikke længere eksisterer. Mens læger har forsøgt at behandle denne fantomsmerter med medicin, fysioterapi og endda kirurgi, nogle af de mest vellykkede behandlinger har været med det, der egentlig er en optisk illusion [kilde:Kim]. For at denne hjernefusk kan fungere, læger får patienter til at placere deres eksisterende lem - f.eks. deres højre arm - på den spejlende side af et spejl, og deres hjerne bliver narret til at tro på illusionen om, at refleksionen af ​​deres eksisterende arm faktisk er deres amputerede venstre arm. Selvom patienten forstår, at dette ikke er sandt, hjernen bliver narret til at tro, at armen er vendt tilbage. Smerten forsvinder ofte efter flere sessioner, der leger med denne spejlbehandling [kilde:NPR].

Så meget som denne optiske illusion har hjulpet amputerede, illusioner kan også have været ansvarlige for at forårsage nogen skade på folk også. Historikere har postuleret, at forliset af Titanic faktisk kan have været resultatet af en optisk illusion i spil. De atmosfæriske forhold den aften, skibet sank, var modne til super-brydning eller den ekstreme bøjning af lys. Denne lette bøjning kan have forårsaget, at isbjerget, som skibet kolliderede med, visuelt forsvandt fra synet. Ikke kun det, men efter sammenstødet, Titanicit selv kan have været offer for denne lysbøjning, gør det skjult for synet af den nærliggende fragtskib, den californiske, som skulle have kunnet komme til undsætning [kilde:Smithsonian.com].

Masser mere information

Forfatterens note:Sådan fungerer optiske illusioner

At undersøge denne artikel bekræftede lige for mig, at jeg kunne stirre på en M.C. Escher tegner i timevis og kan stadig aldrig finde ud af det. Det er vel meningen!

relaterede artikler

• Sådan fungerer din hjerne
• Hvordan man tegner i perspektiv
• Sådan fungerer Vision
• Sådan fungerer Mirages
• Sådan fungerer spejle

Flere store links

• Årets bedste illusionskonkurrence
• 25 Sindbøjende optiske illusioner, du kun kan finde i naturen

Kilder

• Ændre, Adam. "Er disse linjer den samme højde? Svaret afhænger af, hvor du er fra." Populær videnskab. 20. marts 2013. (5. august, 2016) http://www.popsci.com/science/article/2013-03/are-these-walls-the-same-size-your-answer-depends-on-where-youre-from
• Clark, Josh. "10 pæne optiske illusioner - og hvordan de fungerer." Ting du bør vide. (5. august, 2016) http://www.stuffyoushouldknow.com/blog/gallery/10-neat-optical-illusions-work/
• Dahl, Melissa. "Psykologien om 'kan ikke se ud':Når du har set en optisk illusion afsløre, Hvorfor kan du ikke stoppe med at se det? "New York Magazine. 25. juli, 2016. (5. august, 2016) http://nymag.com/scienceofus/2016/07/the-psychological-appeal-of-those-viral-optical-illusions.html
• Hogenboom, Melissa. "Hvordan dine øjne narrer dit sind." BBC Future. (5. august, 2016) http://www.bbc.com/future/bespoke/story/20150130-how-your-eyes-trick-your-mind/
• Keim, Brandon. "Gummihåndstrick afslører hjerne-kropsforbindelse." Kablet. 25. august, 2008. (5. august, 2016) http://www.wired.com/2008/08/rubber-hand-tri/
• Kim, Sae Young; Kim, Yun Young. "Spejlterapi til smerter i fantombenet." Korean Journal of Pain. Vol. 25, s. 272-274. 2012. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3468806/
• Madrigal, Alexis C. "Ting, du ikke kan se (og hvad de siger om din hjerne)." Atlanterhavet. 5. maj kl. 2014. (22. august, 2016) http://www.theatlantic.com/technology/archive/2014/05/10-things-you-cant-unsee-and-what-that-says-about-your-brain/361335/
• NobelPrize.org. "Nobelprisen i fysiologi eller medicin 1981." 9. oktober kl. 1981. (12. august, 2016) http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1981/press.html
• NPR. "VS Ramachandran's Tales of the 'Tell-Tale Brain.'" 14. februar, 2011. (5. august, 2016) http://www.npr.org/2011/02/14/133026897/v-s-ramachandrans-tales-of-the-tell-tale-brain
• Schultz, Colin. "Er optiske illusioner kulturelle?" Smithsonian.com. 21. marts 2013. (5. august, 2016) http://www.smithsonianmag.com/smart-news/are-optical-illusions-cultural-6633978/?no-ist
• Smithsonian.com. "Sinkede Titanic på grund af en optisk illusion?" 1. marts 2012. (5. august, 2016) http://www.smithsonianmag.com/science-nature/did-the-titanic-sink-because-of-an-optical-illusion-102040309/
• University of Leicester. "Hvordan bruges visuelle illusioner inden for medicin og kunst, og hvad var deres rolle i historien?" 29. maj kl. 2013. (5. august, 2016) http://www2.le.ac.uk/offices/press/press-releases/2013/may/how-are-visual-illusions-used-in-medicine-and-arts-and-what-was- deres rolle i historien