Come funzionano le illusioni ottiche

Dai un'occhiata a questa immagine. Cosa vedi? Una griglia di quadrati? Grande. Ora guarda di nuovo lo spazio bianco negli "attraversamenti stradali". Sebbene questa immagine, nota come Griglia di Hermann, sia in realtà solo una griglia di quadrati in bianco e nero, sembra che ci sia qualcosa di più: piccoli dischi grigi, o macchie di oscurità, nelle intersezioni delle linee bianche. Questa griglia è uno degli esempi più classici di illusione ottica, in cui la tua mente viene indotta a vedere qualcosa che non c'è. Vedi le macchie scure negli spazi bianchi, ma quando fissi il punto in cui dovrebbe essere la macchia, scompare perché, in effetti, non è mai stata lì per cominciare.

Questo è solo uno degli innumerevoli esempi di occhi che giocano brutti scherzi al cervello. Le illusioni ci ingannano per vari motivi. Gli oggetti adiacenti possono influenzare il modo in cui vedi le cose. Giocare con la prospettiva può cambiare la tua percezione di un oggetto. A volte le illusioni funzionano a causa di carenze nella normale anatomia dei nostri occhi . Ma non incolpiamo solo quelle "finestre sull'anima". Anche il cervello è colpevole di farci ingannare da ciò che vediamo. A volte può essere troppo veloce fare supposizioni su come dovrebbe essere il mondo invece di come è effettivamente il mondo, facendoci vedere le cose in modo errato.

Probabilmente hai visto e sei stato ingannato da dozzine di esempi di illusioni ottiche e non sei solo. Ritorna indietro nella storia agli antichi greci. Anche Aristotele ha fatto riferimento alla facilità con cui la mente può essere ingannata da ciò che vede. Ha notato che quando guardavi una cascata e poi spostavi lo sguardo sulle rocce statiche vicine, sembrava che le rocce si muovessero nella direzione opposta rispetto alla cascata.

Anche la natura è coinvolta in questo inganno. Non capiamo appieno cosa succede nel nostro cervello quando vediamo diverse illusioni ottiche, ma dal 19° secolo scienziati e artisti hanno imparato di più su questa disconnessione tra realtà e percezione e su cosa ci dice sul cervello.

Contenuti

1. Ingannare i neuroni
2. Ora lo vedi, ora no
3. Più che semplici giochi mentali

La nostra percezione delle illusioni ottiche è controllata dal nostro cervello. Ad esempio, il cervello può facilmente passare da una vista all'altra di un oggetto per trasformare qualcosa che è bidimensionale su un pezzo di carta in un oggetto che percepiamo come 3D. Ma come?

È complicato. Il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina del 1981 è stato assegnato, in parte, a David Hubel e Torsten Wiesel per le loro scoperte su come il cervello interpreta le comunicazioni codificate che gli vengono inviate dagli occhi. (Quell'anno, il premio è stato assegnato a più vincitori.) Hanno appreso che esiste un processo graduale nel modo in cui il cervello analizza ciò che l'occhio vede. Ogni cellula nervosa o neurone nel cervello è responsabile di un dettaglio specifico nello schema dell'immagine retinica. Ma anche con le scoperte di Hubel e Wiesel e la nostra conoscenza delle diverse parti del cervello che si occupano di colore, forma, movimento e consistenza, gli scienziati non hanno ancora un'idea di come tutti i messaggi si uniscano per produrre la nostra percezione generale di un oggetto.

Usando le scansioni MRI, gli scienziati possono analizzare cosa sta succedendo nel nostro cervello quando osserviamo le illusioni. Hanno imparato che i neuroni possono effettivamente competere tra loro per vedere punti chiari e scuri. I neuroni vincenti influenzano il messaggio che il tuo cervello riceve e, quindi, ciò che finisci per percepire [fonte: Hogenboom ].

Una teoria che i ricercatori hanno avanzato è che alcune illusioni ci fanno ingannare perché sfruttano il modo in cui il cervello cerca costantemente di fare previsioni su ciò che accadrà dopo per compensare il piccolo ritardo tra quando si verifica un evento e il nostro capacità di percepirlo. A volte la previsione non corrisponde alla realtà rappresentata dall'illusione.

Un'altra teoria cerca di spiegare le illusioni del "movimento apparente", come la cosiddetta illusione del serpente in cui gli oggetti sembrano muoversi sulla pagina. Qui, gli scienziati suggeriscono che i piccoli - quasi impercettibili - rapidi movimenti che i nostri occhi fanno (chiamati saccadi ) che normalmente vengono levigati dal cervello per darci una singola immagine sono responsabili della nostra percezione del movimento quando non ce n'è. Ma altri dicono che l'illusione invece funziona perché invia così tante informazioni alla nostra retina contemporaneamente e i messaggi simultanei alla nostra corteccia visiva causano confusione.

Ovviamente, non tutte le illusioni funzionano allo stesso modo e alcune teorie non sempre reggono quando vengono apportate lievi modifiche alle illusioni. Quindi, in breve, siamo ancora confusi sul motivo per cui i nostri cervelli sono così confusi!

Le illusioni ottiche sono ovunque. Aristotele notò illusioni ottiche nelle cascate. Indiana Jones ne vide uno tra le rocce mentre faceva il suo atto di fede attraverso il gigantesco crepaccio in "Indiana Jones e l'ultima crociata". E li vediamo ovunque, dai disegni di MC Escher ai meme di tendenza su Internet (quell'abito era blu o oro ?).

In effetti, una volta che abbiamo visto il "trucco" in un'illusione, è quasi impossibile non vederlo. Semplicemente non possiamo riportare le nostre menti indietro nel tempo in cui non sapevamo la cosa che abbiamo appena imparato. Una volta che la conoscenza precedente è disponibile, il nostro cervello accede rapidamente ad essa e la mette insieme ai segnali visivi che hai ottenuto osservando effettivamente l'illusione. La sensazione di "non vedere" che molte persone provano quando guardano le illusioni è un perfetto esempio del cervello che fa molto di più che tradurre ciò che i nostri occhi vedono.

E le illusioni ottiche non sono solo una funzione dei nostri occhi e del nostro cervello; la nostra percezione può anche essere largamente influenzata da fattori culturali. Mentre la base biologica su come potrebbero funzionare le illusioni ottiche è universale in tutti gli esseri umani, quando alcune illusioni vengono mostrate a persone di culture diverse, non tutti hanno visto la stessa cosa o perso gli stessi segnali visivi [fonti: Schultz , Alter ].

Prendiamo ad esempio l'illusione di Müller-Lyer . In uno studio, la maggior parte dei sudafricani europei pensava che le linee fossero di lunghezze diverse, ma i boscimani di alcune tribù sudafricane hanno notato correttamente che avevano le stesse lunghezze. Gli scienziati hanno teorizzato che le persone nelle società occidentali sono abituate a vedere linee rette e forme geometriche, e le persone con altre esperienze culturali non sono esposte alle stesse configurazioni geometriche, quindi il loro cervello non salta alle stesse conclusioni quando esposto alle illusioni che sono costruiti su inganni geometrici [fonte: Schultz ].

Tuttavia, quando i computer di prova progettati per imitare le attività del cervello hanno ricevuto la stessa illusione, vengono anche ingannati. Quindi l'influenza culturale sulla percezione delle illusioni, se effettivamente esiste, è ancora una grande domanda [fonte: Schultz ].

La maggior parte delle illusioni ottiche che siamo abituati a vedere, come il "diapason del diavolo", esistono da molto tempo. Le nuove illusioni sono in gran parte riff dei vecchi classici. Anche il movimento Op-Art degli anni '60 e '70, che mostrava un'intera nuova serie di illusioni come belle arti, utilizzava nozioni classiche come l'influenza visiva degli oggetti adiacenti, il movimento apparente e le torsioni della prospettiva che usano molte delle nostre vecchie illusioni preferite . Le persone oggi, tuttavia, stanno ancora inventando nuove interpretazioni delle illusioni ottiche. I ricercatori della visione organizzano un concorso annuale per trovare le migliori nuove illusioni. Non solo il concorso è divertente, ma serve anche ad aiutarli a studiare di più su come il cervello percepisce queste immagini.

Le illusioni ottiche possono essere giochi divertenti. È una vecchia signora! È una giovane donna! Vecchia Signora! Giovane donna! Tutti e due! Nessuno dei due! Ma sono stati usati per scopi di trattamento medico. Ed è stato anche ipotizzato che potrebbero aver avuto un ruolo nel causare uno dei più grandi disastri della storia recente.

Il dolore dell'arto fantasma è la sensazione di dolore in una parte del corpo che è stata amputata e non esiste più. Mentre i medici hanno cercato di trattare questo dolore fantasma con la medicina, la terapia fisica e persino la chirurgia, alcuni dei trattamenti di maggior successo sono stati con quella che è essenzialmente un'illusione ottica [fonte: Kim]. Affinché questo trucco cerebrale funzioni, i medici chiedono ai pazienti di posizionare il loro arto esistente, ad esempio il braccio destro, sul lato riflettente di uno specchio, e il loro cervello viene ingannato nel credere all'illusione che il riflesso del loro braccio esistente sia in realtà il loro amputato braccio sinistro. Mentre il paziente capisce che questo non è vero, il cervello è indotto con l'inganno a pensare che il braccio sia tornato. Il dolore spesso scompare dopo più sessioni di gioco con questo trattamento allo specchio [fonte: NPR ].

Per quanto questa illusione ottica abbia aiutato gli amputati, le illusioni potrebbero anche essere state responsabili di causare danni anche alle persone. Gli storici hanno ipotizzato che l'affondamento del Titanic potrebbe essere stato effettivamente il risultato di un'illusione ottica in gioco. Le condizioni atmosferiche la sera in cui la nave affondò erano mature per la superrifrazione o l'estrema curvatura della luce. Questa leggera flessione potrebbe aver causato la scomparsa visiva dell'iceberg con cui la nave si è scontrata. Non solo, ma dopo la collisione, lo stesso Titanic potrebbe essere vittima di questa curvatura della luce, rendendolo nascosto alla vista del vicino mercantile, il Californian, che avrebbe dovuto venire in suo soccorso [fonte: Smithsonian. com ].

Nota dell'autore: come funzionano le illusioni ottiche

La ricerca per questo articolo mi ha appena confermato che potrei fissare un disegno di MC Escher per ore e non riuscire mai a capirlo. Immagino sia questo il punto!

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