Ученые изучили оптические иллюзии, в которых окружение объекта влияет на то, как люди видят его цвет или узор. Специалисты давно спорят о том, вызваны ли подобные иллюзии нейронной обработкой в глазах и низкоуровневыми зрительными центрами в мозгу или иллюзии связаны с психическими процессами более высокого уровня. В новом исследовании доктор Джолион Троцианко и его коллеги из Эксетерского университета разработали модель, которая предполагает, что зрительные иллюзии объясняются все же простыми ограничениями нейронных реакций.
Оптические иллюзии возникают из-за наших глаз, а не психики! Интересные факты
Новые исследования показали, что многочисленные зрительные иллюзии вызваны ограничениями в работе глаз и зрительных нейронов, а не психологическими процессами.
Unsplash
Полоса в середине имеет один тон серого, но она выглядит светлее слева и темнее справа из-за фона /
Почему происходят оптические иллюзии
«Наши глаза посылают сообщения в мозг, заставляя нейроны срабатывать быстрее или медленнее», — объясняет доктор Джолион Троцианко. «Однако существует предел того, как быстро глаза могут "выпускать" нейроны, и в предыдущих исследованиях не рассматривалось, как этот предел может повлиять на способность человека видеть цвет».
Новая модель ученых сочетает в себе данные об «ограниченной пропускной способности» с информацией о том, как люди воспринимают узоры в разных масштабах, а также с предположением, что зрение человека работает лучше всего, когда он смотрит на «естественные» изображения. Так, модель изначально создали, чтобы предсказать, как животные видят цвет, но также было обнаружено, что она правильно предсказывает многие зрительные иллюзии, которые видят люди.
«Это подрывает многие давние предположения о том, как устроены оптические иллюзии», — отмечает доктор Троцианко. Он добавил, что результаты также проливают свет на популярность телевизоров высокой четкости.
Оба куба имеют желтые и синие частицы на верхней поверхности. Однако желтые квадраты слева на самом деле серого цвета, идентичного синим квадратам на правом кубе /
Проблема в глазах
«Современные телевизоры с высоким динамическим диапазоном создают яркие белые области, которые более чем в 10 000 раз ярче самого темного черного цвета, приближаясь к уровням контрастности естественных сцен», — объясняет доктор Джолион Троцианко. «Как наши глаза и мозг могут справиться с этим контрастом, остается загадкой, потому что тесты показывают, что самый высокий контраст, который мы, люди, можем видеть в одном пространственном масштабе, составляет соотношение около 200: 1. Еще более сбивает с толку то, что нейроны, соединяющие наши глаза с нашим мозгом, могут обрабатывать контрасты в соотношении около 10: 1».
«Наша модель показывает, как нейроны с такой ограниченной контрастной полосой пропускания могут комбинировать свои сигналы, чтобы мы могли видеть эти огромные контрасты. Так, информация "сжимается", что приводит к визуальным иллюзиям», — отмечают ученые.
«Модель показала, как нейроны эволюционировали, чтобы использовать все возможности зрения. Например, некоторые нейроны чувствительны к очень незначительным различиям в уровнях серого в масштабах среднего размера, но их легко подавить высокими контрастами. В то же время нейроны, кодирующие контрасты в больших или меньших масштабах, гораздо менее чувствительны, но могут работать в более широком диапазоне контрастов, выявляя глубокие черно-белые контрасты. В конечном итоге это показывает, как глаза с сильно ограниченной нейронной пропускной способностью и чувствительностью могут воспринимать соотношение контрастов больше, чем 10 000: 1», — заключили исследователи.