сеанс иллюзий с полным разоблачением / Хабр
На иллюстрации выше вы видите диаграмму когнитивных искажений — систематических отклонений в восприятии реальности. Полную версию картинки на русском языке вы можете посмотреть тут, а по этой ссылке найдете оригинальные данные в JSON-формате. 175 увлекательных когнитивных багов появились не на пустом месте — у каждого есть первопричина, хотя в некоторых случаях ученые не до конца определились с источником возникновения ошибки восприятия.
Обычно искажению предшествуют переизбыток информации, сложность понимания, необходимость быстрого реагирования или ограничения нашей памяти. Но наиболее частой причиной являются особенности человеческого мышления. Один из самых интересных видов ошибок — оптические иллюзии. Сегодня поговорим именно об этом, поскольку визуальные иллюзии лучше всего демонстрируют способы создания мозгом внутри себя ощущение реальности. Изучая эти механизмы, мы лучше пониманием, как сделать неотличимый от физического виртуальный мир.
Дикий, дикий мир
С точки зрения эволюции все самое интересное с мозгом случилось еще вчера. Пока вы сидите в офисе, нейроны не дремлют и готовы отправить тело в путешествие — подальше от саблезубого тигра, коварно прыгающего с вершины валуна.
Нейробиолог Бо Лотто утверждает, что на самом деле мы не видим реальность, а наши органы чувств, призванные помочь познать окружающий мир, препятствуют его объективному восприятию. Для иллюстрации этой мысли он предложил следующий рисунок.
Квадрат на верхней грани кажется нам темно-коричневым, на боковой — более ярким — коричнево-оранжевым. Однако это всего лишь иллюзия, созданная нашим мозгом. В реальности кубик выглядит иначе.
Как такое возможно? При очень слабом освещении отдельные цвета неразличимы. С точки зрения выживания подобное состояние реальности губительно, так как затаившийся в сумраке хищник может наброситься на человека. И тогда на помощь приходит «ошибка восприятия»: на сетчатке формируется изображение, отличающееся от предмета, который его создал.
Например, в вечернем лесу движение кустов мы воспринимаем как живой объект. И лишь приглядевшись, понимаем, что на самом деле это шевелящиеся от легкого ветерка ветки. Мозг ошибся, но эволюционно механика «бей или беги» более выгодна, чем реакция «стой и анализируй». Лучше ошибочно видеть разные цвета, движения и угрозы, чем однажды быть съеденным.
Иллюзия Мюллера-Лайера: классический обман
Немецкий психиатр Франц Карл Мюллер-Лайер в 1889 г. показал геометрически-оптическую иллюзию, связанную с искажением восприятия линий и фигур. Иллюзия Мюллера-Лайера заключается в том, что отрезок, обрамленный наконечниками, обращенными наружу, кажется короче отрезка, обрамленного «хвостиками», на деле же длина обоих отрезков одинакова.
Психиатр также обратил внимание на то, что созерцатель иллюзии, даже измерив линии и выслушав объяснение неврологической подоплеки изображения, продолжает считать одну линию короче другой. Интересно также, что данная иллюзия не для всех выглядит одинаково и есть менее восприимчивые к ней люди.
Были предприняты попытки объяснить принцип работы иллюзии Мюллера-Лайера:
- «неправильный размер»: изображение наконечников стрелок попадает на часть зрительной системы в сетчатке, отвечающей за обработку сигналов глубины изображений. В результате линия с наконечниками, направленными внутрь, интерпретируется как более длинная, потому что воспринимается сетчаткой как находящаяся дальше;
- «конфликтующие сигналы»: наконечники стрелок воспринимаются как вклад в длину линии, соответственно более длинная общая форма линии с направленными внутрь наконечниками вызывает эффект увеличения длины линии;
- «путаница»: расстояние между наконечниками влияет на воспринимаемую длину. Так, для линии с наконечниками, направленными наружу, расстояние между кончиками стрелок кажется меньше, чем расстояние между наконечниками стрелок, направленных внутрь, на другой линии.
Правильный ответ мы до сих пор не знаем, поэтому вы можете предложить свою версию или поддержать одну из существующих.
В любом случае, работа Мюллера-Лайера внесла большой вклад в развитие когнитивной науки. Стало понятно, что разум — это далекий от совершенства механизм, который может ошибаться даже при работе с точной, на первый взгляд, полной информацией, очищенной от влияния эмоций.
Мозг обрабатывает информацию рядом связанных между собой модулей, причем один модуль может не подозревать о существовании другого. Некоторые модули являются своего рода полунезависимыми отделами сознания, имеющими дело с определенными типами входных данных и дающих определенные типы выходных данных. Их внутренняя работа не доступна для осознания человеком — всё, к чему мы можем получить доступ, является результатом работы скрытых внутренних систем.
Иллюзия Мюллера-Лайера показывает, что какой-то модуль продолжает демонстрировать нам разную длину линий, несмотря на понимание того, что это неправильно. Еще одна широко известная иллюзия такого рода носит название вертикально-горизонтальной. На рисунке выше вертикальная линия кажется длиннее горизонтальной, но в действительности они равны.
При динамической иллюзии Мюллера-Лайера нам кажется, что анимированные стрелки меняют длину линий, однако на самом деле она остается прежней.
Иллюзия Пинны-Брелштаффа: баги мозга
В 1990 г. благодаря работе Байнио Пинна (Университет Сассари, Италия) появилась первая визуальная иллюзия, демонстрирующая эффект вращающегося движения. В современном виде иллюзия была представлена в 2000 г. в совместной статье Байнио Пинны и английского психолога Гевина Брелштаффа.
Иллюзия Пинны-Брелштаффа представляет собой несколько концентрических колец, состоящих из небольших ромбовидных элементов, расположенных под углом, в разных направлениях во внутреннем и внешнем кольцах. В зависимости от того, приближаетесь вы к изображению или отдаляетесь от него, круги крутятся в разных направлениях. Но такая иллюзия исчезнет, если расположить ромбики не под наклоном.
Когда вы приближаетесь к монитору, круги на экране должны становиться больше для вашего мозга, но нейроны, отвечающие за обнаружение движения, «говорят неправду» и создают иллюзию.
Считается, что иллюзия вызвана «багами» нейронов зрительной коры головного мозга. При взгляде на статичную картинку нейронам этой области требуется на 15 миллисекунд больше времени для активации, чем при обычном восприятии реального сложного движения.
Ученые полагают, что понимание механики восприятия движения поможет избежать ситуаций, при которых опасно стимулировать чувствительную к движению область в коре мозга. Так, неправильный визуальный контент на приборных панелях автомобилей, самолетов и других видов транспорта может нанести непоправимый вред. Дизайнеры, режиссеры, создатели мультимедийного контента также должны задуматься о том, чтобы не допустить укачивания и другого дискомфорта для зрителей.
Работа Ричарда Рассела: иллюзия половых различий
На иллюстрации вы можете увидеть мужчину и женщину. Но это не так. В 2009 г. профессор психологии в Геттисбергском колледже (США) Ричард Рассел показал, что оба лица на самом деле являются версиями одного и того же андрогинного лица.
Исходная картинка создана на компьютере путем смешивания усредненных мужских и женских лиц. Единственное отличие заключается в контрасте: на фото слева контраст и освещенность черт лица увеличены, справа — уменьшены.
Лицо с большей контрастностью воспринимается как женское. Точно не известно, почему так нужно было с точки зрения эволюции, но женское лицо имеет больший контраст освещенности в районе глаз, губ и окружающей их кожи, чем мужское.
Оригинальное исследование Рассела называется «A sex difference in facial pigmentation and its exaggeration by cosmetics». Контраст является важным сигналом для восприятия пола — чем контрастнее от природы внешность, тем более красивой кажется женщина, поэтому создающая контраст косметика делает женщину привлекательнее.
Иллюзия Коффера: долгие лаги
На рисунке выше большинство людей изначально видят только квадраты и лишь через несколько секунд начинают различать 16 овалов кругов.
Энтони Норциа из Исследовательского института глаза Смит-Кеттлевел (Сан-Франциско, США) в 2006 г.
продемонстрировал иллюзию «coffer» — это архитектурный термин, означающий ряд утопленных дверных филенок квадратной, прямоугольной или других форм.
Иллюзия Коффера принадлежит к большому классу оптических искажений, в котором двухмерную фигуру или трехмерный объект можно увидеть несколькими четко различимыми способами. В нейробиологии есть доказательства возникновения иллюзии для некоторых неоднозначных фигур — из-за того, что наш мозг ориентирован на постоянную идентификацию объектов.
Мы видим объекты не сразу целиком, а в виде отдельных граней, контуров и фигур, которые после непродолжительной обработки группируются в нечто понятное для нашего сознания. Однако если изображение по своей сути неоднозначно, один и тот же набор равноценных элементов может трактоваться по-разному — например, образовывать круг или прямоугольник.
Иллюзия «Маска любви», взятая из книги «Удивительные оптические иллюзии» Джанни Сарконе, работает аналогично, с той лишь разницей, что у изображения одного лица либо двух целующихся лиц нет одной доминирующей роли — то, что вы увидите, зависит лишь от индивидуальных особенностей вашего мозга.
Интересно, что подобным образом мозг не только обрабатывает информацию о предметах, но и распознает лица людей. Мозг считывает совокупность отдельных элементов — глаз, носа, рта и ушей. Кроме индивидуальных особенностей черт лица принимается во внимание их связь между собой и расположение. То есть лицо воспринимается как цельная система. В результате возникает иллюзия Тэтчер, когда трудно обнаружить локальные изменения на перевернутом портретном фото.
Сначала перевернутое фото Маргарэт Тэтчер кажется нормальным, но если его снова развернуть на 180о, неправильное положение глаз и рта сразу бросается в глаза. На перевернутой фотографии мозгу сложнее оценить образ цельно — информация «собирается» отдельно по каждому элементу.
Как только нам показывают правильное лицо, внезапно снова подключается восприятие единой системы. Участок коры головного мозга узнает лицо и определяет направление взгляда, миндалевидное тело и островковая доля анализируют выражение лица, а участок в префронтальной зоне лобной доли и система мозга, отвечающая за чувство удовольствия, оценивают его красоту.
Оптические иллюзии в искусстве
Оптические иллюзии известны людям сотни лет и, конечно же, послужили источником вдохновения для художников. В изобразительном искусстве есть художественный прием, связанный с оптическим смещением, который демонстрирует объект легко узнаваемой формы лишь с определенной точки зрения. Он получил название анаморфоз — от греческого ἀνᾰ- (приставка со значением повторности) и μορφή («образ, форма»).
На знаменитой картине «Послы» Ганса Гольбейна Младшего, написанной в 1533 г., скрыт непрозрачный символ вечного присутствия смерти в повседневной жизни, увидеть который способны лишь «прозревающие» реальность в глубоком понимании бытия. Проще всего продемонстрировать мастерство Гольбейна в создании анаморфозы можно при помощи видео.
Намеренное искажение изображения создает особый эффект. Этот прием использовал Мауриц Эшер. Так, в работе «Бельведер» он создал двухмерное изображение постройки для обозрения окрестностей, свободной от оков трехмерного мира.
Для зрителя колонны на втором этаже имеют одинаковый размер как спереди, так и сзади, но колонны сзади установлены выше. Зритель также заметит, что верхний этаж расположен под другим углом, чем остальная часть здания. Столбы на среднем этаже стоят под прямым углом, однако передние стойки поддерживают заднюю сторону верхнего этажа, в то время как задние стойки поддерживают переднюю сторону.
Влияние нейропроцессов
У подножия бельведера Эшера человек разглядывает куб Неккера — это еще одна оптическая иллюзия, которую также называют невозможным кубом из-за ребер, которые пересекаются невозможным образом. Существует гипотеза, что нейрофизиологические каналы в зрительной системе человека селективно обрабатывают информацию о глубине. Эти каналы работают по принципу взаимного дополнения — каждые 2-3 секунды активизируется один и подавляется второй, либо наоборот.
Эта гипотеза также может объяснить феномен более частой смены вариантов при продолжительном наблюдении.
Предполагается, что в этом случае процессы восстановления не успевают пройти полностью и смена одного варианта другим происходит быстрее. В качестве примеров мультистабильных по глубине изображений называют иллюзию «кафельной стенки», в которой ряды плиток кажутся искривленными, хотя они вовсе не искривлены, лестницу Шредера и др.
Гипотез, объясняющих существование различных видов иллюзий, на самом деле великое множество. Все они нужны нам для полного понимания процессов идентификации себя и предметов в реальности. С другой стороны, за иллюзиями просто интересно наблюдать, когда даже обычная перспектива на картинах является самой настоящей иллюзией восприятия.
Популярность когнитивных и оптических искажений достигла таких вершин, что общество нейрологических исследований Neural Correlate Society при поддержке Mind Science Foundation стало регулярно проводить конкурс «Лучшие зрительные иллюзии года», где от количества интересных иллюзий буквально рябит в глаза.
Иллюзия Мюллера-Лайера — Вики
Несмотря на то, что горизонтальные отрезки равной длины, в зависимости от «оперения» их длина представляется разной. Нижняя часть рисунка показывает, что отрезки на самом деле одинаковые.
Иллю́зия Мю́ллера-Ла́йера — оптическая иллюзия, возникающая при наблюдении отрезков, обрамлённых стрелками. Иллюзия состоит в том, что отрезок, обрамлённый «остриями», кажется короче отрезка, обрамлённого «хвостовыми» стрелками.
Иллюзия была впервые описана немецким психиатром Францем Мюллером-Лайером[en] в 1889 году. Несмотря на множество исследований, природа иллюзии не до конца понятна. Наиболее современная трактовка объясняет иллюзию как статистический результат наблюдений внешних изображений — в сценах естественные зрительные элементы, обрамлённые остриями, обычно короче элементов с хвостовым оперением.
Oбъяснения
- Механизм перспективы — согласно этой трактовке, отрезки воспринимаются как имеющие разную длину, потому что зрительная система интерпретирует расходящиеся линии (например, ближний угол здания) как более удаленные, чем сходящиеся линии (например, дальний угол комнаты).
В результате при равных видимых длинах первые кажутся длиннее вторых. Также, если заменить хвостовые оперения на окружности, иллюзия не исчезнет, а перспектива проявится довольно отчетливо. - Статистическое объяснение — при наблюдении естественных сцен фигуры, обрамлённые остриями, обычно короче фигур с хвостовым оперением. Зрительная система подстраивается под статистику зрительного окружения и при показе фигур иллюзии Мюллера-Лайера интерпретирует их размеры сообразно накопленной статистике[1].
- Центроидное объяснение — результаты многочисленных психофизических исследований свидетельствуют о том, что при оценке расстояний между элементами различных изображений зрительная система использует информацию о расстояниях между центрами масс (центроидами) этих изображений взятых целиком[2]. Согласно гипотезе Моргана с соавторами[3], причина этого феномена может быть обусловлена пространственным объединением позиционных сигналов, возникающем вследствие усредняющей суммации паттернов нервного возбуждения, связанных с расположенными по соседству друг с другом элементами изображения. В случае иллюзии Мюллера-Лайера или подобных ей иллюзий протяжённости, зрительная система неспособна определять местоположение ограничительных элементов — терминаторов — стимула (концы базовых линий или вершины крыльев) независимо от соседствующих с ними дистракторов (то есть, самих крыльев или других отвлекающих объектов). В присутствии дистрактора, паттерн вызванного им нейронного возбуждения перекрывается с таковым, вызванным терминатором стимула; тем самым изменяется положение максимума суммарного профиля возбуждения (и, соответственно, смещается его центр масс), что, в итоге, и приводит к искажённому восприятию позиции терминатора, кажущегося смещённым в направлении дистрактора. Эти смещения особенно заметны в динамической фигуре Брентано, предложенной Gianni A. Sarcone[4] (изменения позиций вполне очевидны при фиксации взора на каком-либо из терминаторов), а также в случае вращающихся дистракторов[5]. Общий успех количественного «центроидного» подхода в исследовании геометрических иллюзий, вызванных фигурами, построенными из отрезков линий или отдельных точек[6], подтверждает обоснованность идеи о едином, а именно «центроидном», механизме происхождения широкого круга зрительных искажений восприятия пространственных соотношений.
В результате при равных видимых длинах первые кажутся длиннее вторых. Также, если заменить хвостовые оперения на окружности, иллюзия не исчезнет, а перспектива проявится довольно отчетливо.
В случае иллюзии Мюллера-Лайера или подобных ей иллюзий протяжённости, зрительная система неспособна определять местоположение ограничительных элементов — терминаторов — стимула (концы базовых линий или вершины крыльев) независимо от соседствующих с ними дистракторов (то есть, самих крыльев или других отвлекающих объектов). В присутствии дистрактора, паттерн вызванного им нейронного возбуждения перекрывается с таковым, вызванным терминатором стимула; тем самым изменяется положение максимума суммарного профиля возбуждения (и, соответственно, смещается его центр масс), что, в итоге, и приводит к искажённому восприятию позиции терминатора, кажущегося смещённым в направлении дистрактора. Эти смещения особенно заметны в динамической фигуре Брентано, предложенной Gianni A. Sarcone[4] (изменения позиций вполне очевидны при фиксации взора на каком-либо из терминаторов), а также в случае вращающихся дистракторов[5]. Общий успех количественного «центроидного» подхода в исследовании геометрических иллюзий, вызванных фигурами, построенными из отрезков линий или отдельных точек[6], подтверждает обоснованность идеи о едином, а именно «центроидном», механизме происхождения широкого круга зрительных искажений восприятия пространственных соотношений.
Классические фигуры Мюллера-Лайера (A) и три модификации (без осевых линий) фигур Брентано, содержащих различные контекстные дистракторы: отдельные точки (B), крылья Мюллера-Лайера (C), дуги окружностей (D)
Фигура Брентано с вращающимися крыльями Мюллера-Лайера; терминаторы стимула (то есть, вершины крыльев) расположены на одной линии на одинаковом расстоянии друг от друга
Зависимость от культурных факторов
Представители разных культур в разной степени подвержены иллюзии Мюллера-Лайера. Так, народы, имеющие меньшее количество прямоугольных предметов (зданий) в зрительном окружении, менее восприимчивы к этой иллюзии[7].
Ссылки
- ↑ Catherine Q. Howe and Dale Purves. The Müller-Lyer illusion explained by the statistics of image-source relationships. PNAS 102: 1234—1239, 2005.
- ↑ Whitaker, D., McGraw, P. V., Pacey, I., Barrett, B. T. (1996). Centroid analysis predicts visual localization of first- and second-order stimuli. Vision Research, 36, 2957—2970.
- ↑ Morgan, M. J., Hole, G. J., & Glennerster, A. (1990). Biases and sensitivities in geometrical illusions. Vision Research, 30, 1793−1810.
- ↑ Dynamic Müller-Lyer Illusion by Gianni A. Sarcone (неопр.). Дата обращения: 27 июня 2017. Архивировано 12 марта 2021 года.
- ↑ Bulatov A., Bertulis A., Mickienė L., Surkys T., Bielevičius A. (2011) Contextual flanks’ tilting and magnitude of illusion of extent. Vision Research 51(1), 58−64. https://doi.org/10.1016/j.visres.2010.09.033
- ↑ Bulatov A., Bulatova N., Surkys T., & Mickienė L . (2015) A quantitative analysis of illusion magnitude changes induced by rotation of contextual distractor. Acta Neurobiologiae Experimentalis, 75, 238−251. http://www.ane.pl/pdf/7520.pdf Архивная копия от 8 августа 2017 на Wayback Machine
- ↑ Segall MH, Campbell DT, Herkovitz MJ Cultural differences in the perception of geometric illusions. Science. 1963 Feb 22;139:769-71.
Centroid analysis predicts visual localization of first- and second-order stimuli. Vision Research, 36, 2957—2970.
Science. 1963 Feb 22;139:769-71.Оптическая иллюзия Тест иллюзии Мюллера-Лайера, подарочная коробка, угол, лист, прямоугольник png
Оптическая иллюзия Тест иллюзии Мюллера-Лайера, подарочная коробка, угол, лист, прямоугольник pngтеги
- угол,
- лист,
- прямоугольник,
- другие,
- симметрия,
- оптическая иллюзия,
- иллюзия,
- тест,
- область,
- символ,
- черный и белый,
- викторина,
- восприятие,
- мозг,
- оптика,
- сетка иллюзия,
- ludimar Hermann,
- линия,
- визуальное восприятие,
- png,
- прозрачный,
- бесплатная загрузка
Об этом PNG
- Размер изображения
- 512x512px
- Размер файла
- 8.04KB
- MIME тип
- Image/png
изменить размер PNG
ширина(px)
высота(px)
Лицензия
Некоммерческое использование, DMCA Contact Us
org/ImageGallery» align=»middle»>
16KB
38KB
org/ImageObject»> Правило третей Состав Сетка, другие, угол, белый, мебель png
1024x683px
25.27KB 78KB Проверка зрения. Острота зрения., угол, белый, текст png
1444x2165px
77.15KB
14KB
org/ImageObject»> Оптическая иллюзия Сакральная геометрия Сетка перекрывающихся кругов, шахматная доска, спираль, другие, монохромный png
772x772px
138.34KB
org/ImageObject»> Оптическая иллюзия Иллюзорные контуры мозга Зрительное восприятие, иллюзия, угол, текст, треугольник png
1000x1067px
22.59KBИллюзия Мюллера-Лайера с точки зрения искусственной нейронной сети
Зрительные иллюзии — это сенсорные восприятия, которые нельзя полностью объяснить на основе наблюдаемого изображения, но которые возникают в результате внутренней работы зрительной системы.
В них мы воспринимаем то, чего физически нет на изображении, и они представляют интерес для нейробиологов, потому что они раскрывают визуальную обработку, о которой мы обычно не знаем. Например, иллюзия одновременного контраста позволяет нам понять, что мы не воспринимаем яркость в абсолютных значениях, а вместо этого зрительная система вычисляет яркость объекта по отношению к его окружению (рис. 1А).
Рис. 1. (A) В иллюзии одновременного контраста равномерно серая центральная полоса кажется более яркой справа, когда ее окружает темный фон . (B) В классической форме иллюзии Мюллера-Лайера горизонтальная линия с наконечниками стрелок выглядит короче, чем горизонтальная линия с наконечниками стрелок. (C) Иллюзия присутствует и без горизонтальных линий. (D) Обратите внимание, что иллюзия отсутствует, когда зритель анализирует локальные объекты, например, определяя, выровнены ли вершины по вертикали. Можно оценить, что вершины выровнены по вертикали (B) , хотя такое восприятие противоречит иллюзорному эффекту горизонтальных линий разной длины.
(E) Непрерывная версия иллюзии (изображенная внизу) скрыта фоном из линий. Фигура Мюллера-Лайера появляется над фоном, когда оба изображения сливаются за счет уменьшения вергенции глаз, т. е. как бы фокусировки объекта за плоскостью изображения. (F) Объяснение низкого уровня утверждает, что иллюзия возникает из-за низкочастотных свойств центрально-окружающих (верхняя панель) и простых ячеек (нижняя панель) на более ранних стадиях визуальной обработки. Эта гипотеза не подтвердилась результатами Земана и его коллег. (G) Объяснение «деревянного мира» гласит, что наконечники и хвосты стрелок указывают на то, что линии представляют собой углы на разной глубине, и что зрительная система вычисляет размер линий с учетом этого. Красные линии имеют одинаковую длину.
Отделяя наши сенсорные восприятия от физических характеристик стимула, визуальные иллюзии предоставляют нейробиологам уникальную возможность изучать нейронные механизмы, лежащие в основе наших сенсорных переживаний (Eagleman, 2001; Panagiotaropoulos et al.
, 2012). Выдающиеся восприятия, которые создают визуальные иллюзии, а также тот факт, что они возникают в результате внутренней обработки, постоянно побуждают исследователей искать механизм и место в мозгу, где возникают иллюзии. Однако оказалось, что иллюзии так же трудно объяснить, как и любые другие явления восприятия.
Физиологическое происхождение некоторых иллюзий было исследовано на животных, некоторые из которых, как известно, воспринимают их так же, как люди (Tudusciuc and Nieder, 2010). Это исследование показывает, что перцептивные феномены, такие как визуальное маскирование, подавление вспышки, заполнение, индуцированная движением глубина и циклопическое восприятие (стереограммы со случайными точками), присутствуют на ранних стадиях зрительной обработки в таких структурах, как таламус и первичный зрительный нерв. и вторичная зрительная кора (Carney et al., 1989; Макник и др., 2000; фон дер Хейдт и др., 2000; Гринвальд и Хильдесхайм, 2004 г.; Уилке и др., 2009).
Иллюзия Мюллера-Лайера (ИМЛ) представляет собой простую и хорошо изученную геометрическую иллюзию, которая в своей классической форме состоит из двух горизонтальных отрезков, которые воспринимаются как имеющие разную длину в зависимости от того, имеют ли они наконечники или хвосты стрел на концах (рис.
1В). –Е). В попытке понять нейронные механизмы, лежащие в основе иллюзии, предыдущая работа Zeman et al. (2013) продемонстрировали, что MLI присутствует в многоуровневой искусственной сети HMAX, которая представляет собой модель, включающую многие черты зрительной системы приматов (Serre et al., 2005). Авторы сначала обучили сеть классифицировать изображения коротких и длинных горизонтальных валов, представленных в конфигурациях, не вызывающих у людей иллюзии. После этого обучения они попросили сеть классифицировать длины валов изображений, содержащих классический MLI.
Результаты показывают, что сеть HMAX продемонстрировала смещение в классификации горизонтальных стволов, классифицируя те, у которых есть наконечники стрелок, как более короткие, чем они были на самом деле. Интересно, что величина смещения была аналогична измеренной у людей, и этот эффект также модулировался углом наклона плавников, при этом меньшие углы (ближе к горизонтальному стержню) приводили к большему смещению.
Важно отметить, что авторы продемонстрировали, что окончательный слой классификации, то есть слой, который классифицирует изображения как длинные или короткие, не зависит только от единиц с высокими пространственными частотами. Этот результат не поддерживает низкоуровневое объяснение иллюзии, утверждающее, что низкочастотные характеристики центрально-окружающих и простых ячеек могут быть основной причиной иллюзии (рис. 1F). Кроме того, учитывая, что сеть не была обучена естественным изображениям и не содержала информации о глубине, высокоуровневое объяснение иллюзии «плотницким миром» также не одобрялось (рис. 1G; Segall et al., 19).63; Нинио, 2014).
Новая работа Zeman et al. (2014) уточняет эти предыдущие результаты, демонстрируя, что величина иллюзии увеличивается после обработки слоями простых клеток и уменьшается после обработки слоями сложных клеток. Уменьшение иллюзии сложными клетками предполагает, что свойство позиционной инвариантности (способность реагировать на стимул, несмотря на его пространственное положение) может сделать эти нейроны менее чувствительными к смещению, вызванному иллюзией.
Эти новые результаты показывают, что величина MLI может быть представлена по-разному в разных популяциях нейронов и что более абстрактные представления изображений могут быть менее чувствительными к иллюзорным эффектам.
Механизмы этой иллюзии до сих пор неясны. Как показывают Земан и его коллеги, низкоуровневое объяснение, несмотря на его привлекательную простоту, может быть не полной историей. Как было показано на стереограммах со случайными точками и других бинокулярных версиях иллюзии (рис. 1E), MLI может быть сгенерирован на уровне обработки, превышающем уровень простых рецептивных полей центр-окружение, даже при отсутствии яркостного контраста (Julesz, 1971). ). Хотя гипотеза «деревянного мира» не является необходимой для объяснения иллюзии, вовлечение теменной и затылочно-височной коры предполагает, что, вероятно, задействованы высшие когнитивные процессы (Weidner and Fink, 2007; Mancini et al., 2011). .
MLI демонстрирует, что интуитивно простая инструкция «сравните длину двух горизонтальных линий» воспринимается зрительной системой не так просто, как это субъективно ощущается.
Понятно, что зрительная система сравнивает что-то еще на рисунках, и это может быть связано с целыми визуальными объектами, а не с локальной информацией. Когда нас спрашивают о размере, наша зрительная система может оценивать размер целых объектов. Это можно продемонстрировать, сосредоточив наше внимание на локальной особенности рисунка Мюллера-Лайера, например, попытавшись определить, выровнены ли конечные точки стрелок по вертикали (рис. 1D). Можно понять, даже на рисунке 1B или рисунке 1C, что вершины выровнены по вертикали, что указывает на то, что иллюзия отсутствует на локальном уровне.
Иллюзия MLI — это обманчиво простой перцептивный опыт, который продолжает привлекать внимание нейробиологов. Работа Земана и его коллег предполагает, что две часто упоминаемые причины иллюзии, фильтрующие свойства нижних частот зрительных нейронов и гипотеза «деревянного мира», не нужны для создания иллюзии в зрительной системе, подобной приматам. Будущая работа будет необходима для выяснения механизмов, с помощью которых мозг оценивает и сравнивает размер визуально идентифицируемых объектов.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Мы признательны за поддержку со стороны Генерального директората по персональным исследованиям Национального автономного университета Мексики и Национального совета науки и технологий. Мы благодарим Эдгара Боланьоса за техническую помощь.
Ссылки
Carney, T., Paradiso, M.A., and Freeman, R.D. (1989). Физиологический коррелят эффекта Пульфриха в корковых нейронах кошки. Видение Рез . 29, 155–165. doi: 10.1016/0042-6989(89)
-1Опубликовано Аннотация | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Eagleman, DM (2001). Зрительные иллюзии и нейробиология. Нац. Преподобный Нейроски . 2, 920–926. doi: 10.1038/35104092
Опубликовано Аннотация | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Гринвальд, А.
, и Хильдесхайм, Р. (2004). VSDI: новая эра в функциональной визуализации корковой динамики. Нац. Преподобный Нейроски . 5, 874–885. doi: 10.1038/nrn1536
Pubmed Abstract | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Юлеш Б. (1971). Основы циклопического восприятия . Оксфорд: U. Chicago Press.
Google Scholar
Макник С.Л., Мартинес-Конде С. и Хаглунд М.М. (2000). Роль пространственно-временных границ в видимости и визуальном маскировании. Проц. Натл. акад. науч. США . 97, 7556–7560. doi: 10.1073/pnas.110142097
Pubmed Abstract | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Манчини Ф., Болоньини Н., Бриколо Э. и Валлар Г. (2011). Кросс-модальная обработка в затылочно-височной коре: исследование иллюзии Мюллера-Лайера с помощью ТМС. Дж. Когн. Нейроски . 23, 1987–1997. doi: 10.1162/jocn.2010.21561
Pubmed Abstract | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Нинио, Дж.
(2014). Геометрические иллюзии не всегда там, где вы думаете: обзор некоторых классических и менее классических иллюзий и способов их описания. Фронт. Гум. Нейроски . 8:856. doi: 10.3389/fnhum.2014.00856
Pubmed Abstract | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Панагиотаропулос Т.И., Деко Г., Капур В. и Логотетис Н.К. (2012). Нейронные разряды и гамма-колебания явно отражают зрительное сознание в латеральной префронтальной коре. Нейрон 74, 924–935. doi: 10.1016/j.neuron.2012.04.013
Pubmed Abstract | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Сегал М. Х., Кэмпбелл Д. Т. и Херсковиц М. Дж. (1963). Культурные различия в восприятии геометрических иллюзий. Наука 139, 769–771. doi: 10.1126/science.139.3556.769
Pubmed Abstract | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Серр Т., Вольф Л. и Поджио Т. (2005). «Распознавание объектов с функциями, вдохновленными зрительной корой», в Конференция IEEE Computer Society по компьютерному зрению и распознаванию образов, 2005 г.
CVPR 2005 , Vol. 2 (IEEE), 994–1000.
Тудушчук, О., и Нидер, А. (2010). Сравнение суждений о длине и иллюзии Мюллера-Лайера у обезьян и людей. Экспл. Мозг Res . 207, 221–231. doi: 10.1007/s00221-010-2452-7
Опубликовано Аннотация | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
фон дер Хейдт Р., Чжоу Х. и Фридман Х. С. (2000). Представление стереоскопических краев в зрительной коре обезьяны. Видение Рез . 40, 1955–1967. doi: 10.1016/S0042-6989(00)00044-4
Опубликовано Аннотация | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Вайднер Р. и Финк Г. Р. (2007). Нейронные механизмы, лежащие в основе иллюзии Мюллера-Лайера, и ее взаимодействие со зрительно-пространственными суждениями. Церебр. Кортекс 17, 878–884. doi: 10.1093/cercor/bhk042
Pubmed Abstract | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Уилке М.
, Мюллер К. М. и Леопольд Д. А. (2009 г.). Нейронная активность в зрительном таламусе отражает подавление восприятия. Проц. Натл. акад. науч. США . 106, 9465–9470. doi: 10.1073/pnas.0
Pubmed Abstract | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Земан А., Обст О. и Брукс К. Р. (2014). Сложные клетки уменьшают ошибки для иллюзии Мюллера-Лайера в модели зрительного вентрального потока. Фронт. вычисл. Нейроски . 8:112. doi: 10.3389/fncom.2014.00112
Опубликовано Аннотация | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Земан А., Обст О., Брукс К. Р. и Рич А. Н. (2013). Иллюзия Мюллера-Лайера в вычислительной модели распознавания биологических объектов. PLoS ONE 8:e56126. doi: 10.1371/journal.pone.0056126
Pubmed Abstract | Опубликован полный текст | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Иллюзия Мюллера-Лайера глазами искусственной нейронной сети
- Список журналов
- Front Comput Neurosci
- т. 9; 2015
- PMC4333816
9; 2015Front Comput Neurosci. 2015 г.; 9: 21.
Опубликовано в Интернете 19 февраля 2015 г. doi: 10.3389/fncom.2015.00021
Информация об авторе Примечания к статье Информация об авторских правах и лицензии Отказ от ответственности возникают из-за внутренней работы зрительной системы. В них мы воспринимаем то, чего физически нет на изображении, и они представляют интерес для нейробиологов, потому что они раскрывают визуальную обработку, о которой мы обычно не знаем. Например, иллюзия одновременного контраста позволяет нам понять, что мы не воспринимаем яркость в абсолютных значениях, а вместо этого зрительная система вычисляет яркость объекта по отношению к его окружению (рис. ).
Открыть в отдельном окне
(A) В иллюзии одновременного контраста равномерно серая центральная полоса кажется более яркой справа, когда ее окружает темный фон .
(B) В классической форме иллюзии Мюллера-Лайера горизонтальная линия с наконечниками стрелок выглядит короче, чем горизонтальная линия с наконечниками стрелок. (C) Иллюзия присутствует и без горизонтальных линий. (D) Обратите внимание, что иллюзия отсутствует, когда зритель анализирует локальные объекты, например, определяя, выровнены ли вершины по вертикали. Можно оценить, что вершины выровнены по вертикали (B) , хотя такое восприятие противоречит иллюзорному эффекту горизонтальных линий разной длины. (E) Непрерывная версия иллюзии (изображенная внизу) скрыта фоном из линий. Фигура Мюллера-Лайера появляется над фоном, когда оба изображения сливаются за счет уменьшения вергенции глаз, т. е. как бы фокусировки объекта за плоскостью изображения. (F) Объяснение низкого уровня утверждает, что иллюзия возникает из-за низкочастотных свойств центрально-окружающих (верхняя панель) и простых ячеек (нижняя панель) на более ранних стадиях визуальной обработки.
Эта гипотеза не подтвердилась результатами Земана и его коллег. (G) Объяснение «деревянного мира» гласит, что наконечники и хвосты стрелок указывают на то, что линии представляют собой углы на разной глубине, и что зрительная система вычисляет размер линий с учетом этого. Красные линии имеют одинаковую длину.
Отделяя наши сенсорные восприятия от физических характеристик стимула, визуальные иллюзии предоставляют нейробиологам уникальную возможность изучать нейронные механизмы, лежащие в основе наших сенсорных переживаний (Eagleman, 2001; Panagiotaropoulos et al., 2012). Выдающиеся восприятия, которые создают визуальные иллюзии, а также тот факт, что они возникают в результате внутренней обработки, постоянно побуждают исследователей искать механизм и место в мозгу, где возникают иллюзии. Однако оказалось, что иллюзии так же трудно объяснить, как и любые другие явления восприятия.
Физиологическое происхождение некоторых иллюзий было исследовано на животных, некоторые из которых, как известно, воспринимают их так же, как люди (Tudusciuc and Nieder, 2010).
Это исследование показывает, что перцептивные феномены, такие как визуальное маскирование, подавление вспышки, заполнение, индуцированная движением глубина и циклопическое восприятие (стереограммы со случайными точками), присутствуют на ранних стадиях зрительной обработки в таких структурах, как таламус и первичный зрительный нерв. и вторичная зрительная кора (Carney et al., 1989; Макник и др., 2000; фон дер Хейдт и др., 2000; Гринвальд и Хильдесхайм, 2004 г.; Уилке и др., 2009).
Иллюзия Мюллера-Лайера (MLI) представляет собой простую и хорошо изученную геометрическую иллюзию, которая в своей классической форме состоит из двух горизонтальных отрезков линии, которые воспринимаются как имеющие разную длину в зависимости от того, имеют ли они наконечники стрел или хвосты стрел на концах (рис. ) . В попытке понять нейронные механизмы, лежащие в основе иллюзии, предыдущая работа Zeman et al. (2013) продемонстрировали, что MLI присутствует в многоуровневой искусственной сети HMAX, которая представляет собой модель, включающую многие черты зрительной системы приматов (Serre et al.
, 2005). Авторы сначала обучили сеть классифицировать изображения коротких и длинных горизонтальных валов, представленных в конфигурациях, не вызывающих у людей иллюзии. После этого обучения они попросили сеть классифицировать длины валов изображений, содержащих классический MLI.
Результаты показывают, что сеть HMAX продемонстрировала смещение в классификации горизонтальных стволов, классифицируя те, у которых есть наконечники стрелок, как более короткие, чем они были на самом деле. Интересно, что величина смещения была аналогична измеренной у людей, и этот эффект также модулировался углом наклона плавников, при этом меньшие углы (ближе к горизонтальному стержню) приводили к большему смещению. Важно отметить, что авторы продемонстрировали, что окончательный слой классификации, то есть слой, который классифицирует изображения как длинные или короткие, не зависит только от единиц с высокими пространственными частотами. Этот результат не поддерживает низкоуровневое объяснение иллюзии, утверждающее, что низкочастотные характеристики центрально-окружающих и простых ячеек могут быть основной причиной иллюзии (рис.
). Кроме того, учитывая, что сеть не была обучена естественным изображениям и не содержала информации о глубине, высокоуровневое объяснение иллюзии «деревянным миром» также не одобрялось (Рисунок; Segall et al., 19).63; Нинио, 2014).
Новая работа Zeman et al. (2014) уточняет эти предыдущие результаты, демонстрируя, что величина иллюзии увеличивается после обработки слоями простых клеток и уменьшается после обработки слоями сложных клеток. Уменьшение иллюзии сложными клетками предполагает, что свойство позиционной инвариантности (способность реагировать на стимул, несмотря на его пространственное положение) может сделать эти нейроны менее чувствительными к смещению, вызванному иллюзией. Эти новые результаты показывают, что величина MLI может быть представлена по-разному в разных популяциях нейронов и что более абстрактные представления изображений могут быть менее чувствительными к иллюзорным эффектам.
Механизмы этой иллюзии до сих пор неясны. Как показывают Земан и его коллеги, низкоуровневое объяснение, несмотря на его привлекательную простоту, может быть не полной историей.
Как было показано на стереограммах со случайными точками и других бинокулярных версиях иллюзии (рис. ), MLI может быть сгенерирован на уровне обработки, превышающем уровень простых рецептивных полей центр-окружение, даже при отсутствии яркостного контраста (Julesz, 1971). . Хотя гипотеза «деревянного мира» не является необходимой для объяснения иллюзии, вовлечение теменной и затылочно-височной коры предполагает, что, вероятно, задействованы высшие когнитивные процессы (Weidner and Fink, 2007; Mancini et al., 2011). .
MLI демонстрирует, что интуитивно простая инструкция «сравните длину двух горизонтальных линий» воспринимается зрительной системой не так просто, как это субъективно ощущается. Понятно, что зрительная система сравнивает что-то еще на рисунках, и это может быть связано с целыми визуальными объектами, а не с локальной информацией. Когда нас спрашивают о размере, наша зрительная система может оценивать размер целых объектов. Это можно продемонстрировать, сосредоточив наше внимание на локальной особенности рисунка Мюллера-Лайера, например, попытавшись определить, выровнены ли концы стрелок по вертикали (рис.
). Можно понять, даже на рисунке или рисунке, что вершины выровнены по вертикали, что указывает на отсутствие иллюзии на локальном уровне.
Иллюзия MLI — это обманчиво простой перцептивный опыт, который продолжает привлекать внимание нейробиологов. Работа Земана и его коллег предполагает, что две часто упоминаемые причины иллюзии, фильтрующие свойства нижних частот зрительных нейронов и гипотеза «деревянного мира», не нужны для создания иллюзии в зрительной системе, подобной приматам. Будущая работа будет необходима для выяснения механизмов, с помощью которых мозг оценивает и сравнивает размер визуально идентифицируемых объектов.
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Мы признательны за поддержку со стороны Генерального директората Asuntos del Personal Académico Национального автономного университета Мексики и Национального совета наук и технологий.
Мы благодарим Эдгара Боланьоса за техническую помощь.
- Карни Т., Парадизо М.А., Фримен Р.Д. (1989). Физиологический коррелят эффекта Пульфриха в корковых нейронах кошки. Видение Рез. 29, 155–165. 10.1016/0042-6989(89)-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Eagleman DM (2001). Зрительные иллюзии и нейробиология. Нац. Преподобный Нейроски. 2, 920–926. 10.1038/35104092 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Гринвальд А., Хильдесхайм Р. (2004). VSDI: новая эра в функциональной визуализации корковой динамики. Нац. Преподобный Нейроски. 5, 874–885. 10.1038/nrn1536 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Julesz B. (1971). Основы циклопического восприятия. Оксфорд: U. Chicago Press. [Академия Google]
- Макник С.Л., Мартинес-Конде С., Хаглунд М.М. (2000). Роль пространственно-временных границ в видимости и визуальном маскировании. проц. Натл. акад. науч. США 97, 7556–7560. 10.1073/pnas.110142097 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Mancini F. , Bolognini N., Bricolo E., Vallar G. (2011). Кросс-модальная обработка в затылочно-височной коре: исследование иллюзии Мюллера-Лайера с помощью ТМС. Дж. Когн. Неврологи. 23, 1987–1997. 10.1162/jocn.2010.21561 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Нинио Дж. (2014). Геометрические иллюзии не всегда там, где вы думаете: обзор некоторых классических и менее классических иллюзий и способов их описания. Фронт. Гум. Неврологи. 8:856. 10.3389/fnhum.2014.00856 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Панагиотаропулос Т. И., Деко Г., Капур В., Логотетис Н. К. (2012). Нейронные разряды и гамма-колебания явно отражают зрительное сознание в латеральной префронтальной коре. Нейрон 74, 924–935. 10.1016/j.neuron.2012.04.013 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Segall M.H., Campbell D.T., Herskovits M.J. (1963). Культурные различия в восприятии геометрических иллюзий. Наука 139, 769–771. 10.1126/science.139.3556.769 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Serre T. , Wolf L., Poggio T. (2005). Распознавание объектов с функциями, вдохновленными зрительной корой, на конференции IEEE Computer Society по компьютерному зрению и распознаванию образов, 2005 г. CVPR 2005, Vol. 2 (IEEE; ), 994–1000. [Google Scholar]
- Тудушчук О., Нидер А. (2010). Сравнение суждений о длине и иллюзии Мюллера-Лайера у обезьян и людей. Эксп. Мозг Res. 207, 221–231. 10.1007/s00221-010-2452-7 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- фон дер Хейдт Р., Чжоу Х., Фридман Х. С. (2000). Представление стереоскопических краев в зрительной коре обезьяны. Видение Рез. 40, 1955–1967. 10.1016/S0042-6989(00)00044-4 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Weidner R., Fink G.R. (2007). Нейронные механизмы, лежащие в основе иллюзии Мюллера-Лайера, и ее взаимодействие со зрительно-пространственными суждениями. Церебр. кора 17, 878–884. 10.1093/cercor/bhk042 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Wilke M., Mueller K.M., Leopold D.A. (2009). Нейронная активность в зрительном таламусе отражает подавление восприятия. проц. Натл. акад. науч. США 106, 9465–9470. 10.1073/pnas.04106 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Земан А., Обст О., Брукс К. Р. (2014). Сложные клетки уменьшают ошибки для иллюзии Мюллера-Лайера в модели зрительного вентрального потока. Фронт. вычисл. Неврологи. 8:112. 10.3389/fncom.2014.00112 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Земан А., Обст О., Брукс К. Р., Рич А. Н. (2013). Иллюзия Мюллера-Лайера в вычислительной модели распознавания биологических объектов. ПЛОС ОДИН 8:e56126. 10.1371/journal.pone.0056126 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
, Bolognini N., Bricolo E., Vallar G. (2011). Кросс-модальная обработка в затылочно-височной коре: исследование иллюзии Мюллера-Лайера с помощью ТМС. Дж. Когн. Неврологи. 23, 1987–1997. 10.1162/jocn.2010.21561 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
, Wolf L., Poggio T. (2005). Распознавание объектов с функциями, вдохновленными зрительной корой, на конференции IEEE Computer Society по компьютерному зрению и распознаванию образов, 2005 г. CVPR 2005, Vol. 2 (IEEE; ), 994–1000. [Google Scholar]
проц. Натл. акад. науч. США 106, 9465–9470. 10.1073/pnas.04106 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]Статьи из Frontiers in Computational Neuroscience предоставлены здесь с разрешения Frontiers Media SA
Культура и восприятие, часть II: Иллюзия Мюллера-Лайера
Написано Саймоном Бартелмом 9 февраля 2009 г.
- Саймон Бартельм
Еще один пост из нашей праздничной коллекции старых, но вкусных вещей.
Первый пост в этой серии был посвящен открытиям Нисбетта о различных паттернах внимания в азиатской и западной культурах, и я немного рассказал о том, что одни различия априори более вероятны, чем другие. Я упомянул, что мы не можем ожидать, что люди будут слишком сильно различаться в способности воспринимать, например, ориентацию, потому что трудно представить функциональную зрительную систему с ориентационной чувствительностью. Не существует визуальной среды без ориентации. С другой стороны, существуют некоторые различия между визуальными средами по другим направлениям, и не будет совершенно удивительным обнаружить, что они вызывают различия в определенных аспектах визуального восприятия людей. Очевидный пример — восприятие лиц: в некоторых западных средах люди относительно редко сталкиваются с азиатскими лицами, а в некоторых азиатских — наоборот. У европейцев есть хорошо задокументированный недостаток в идентификации азиатских лиц и наоборот (это называется эффектом «другой расы», он распространяется и на другие группы населения и, возможно, является единственным величайшим источником расистских шуток).
Это интересная тема, но я не буду обсуждать ее в сегодняшнем посте, оставив ее для другого раза. Вместо этого я буду иметь дело с менее очевидными источниками вариаций: подсказками глубины.
Большинство читателей, вероятно, видели иллюзию Мюллера-Лайера. Это основной продукт Psych 101, который восходит к 1889 году. У Майкла Баха есть страница, посвященная ему на его (фантастическом) веб-сайте, здесь. Здесь иллюзия в стандартном варианте:
Я рассчитываю на то, что читатель воспримет фигуру со стрелкой наружу как более длинную. Я, вероятно, не буду убивать интригу, показывая, что два сегмента на самом деле имеют одинаковую длину, что делает это иллюзией.
Классическое объяснение иллюзии Мюллера-Лайера состоит в том, что направленная наружу фигура воспринимается как более длинная, поскольку она также воспринимается как находящаяся дальше (Грегори, 1968). Рисунок ниже пытается объяснить, почему в винтажной 3D-графике Wolfenstein для ностальгирующих:
С левой стороны стены образуют выпуклый угол, с правой стороны угол кажется вогнутым.
Контуры, обведенные черным цветом, — это те же фигуры, что и в иллюзии Мюллера-Лайера. Как и в иллюзии Мюллера-Лайера, участок, где встречаются две стены, кажется длиннее справа (опять же, на самом деле они имеют одинаковую длину). Стены слева, кажется, выдвигаются к нам, а стены справа отступают. Наша зрительная система делает вывод, что правый сегмент должен быть длиннее, потому что он такого же размера, как и другой на сетчатке, но находится дальше в пространстве.
Это является основой для всестороннего объяснения иллюзии Мюллера-Лайера, впервые испытанной экспериментально Ричардом Грегори (1968), который, в свою очередь, приписывает теорию Тьери (1896). Эта теория объясняет, почему мы подвержены иллюзии Мюллера-Лайера, но не объясняет, почему мы должны видеть глубину там, где ее нет.
Классическое исследование Segall et al. (1963) имеет дело именно с этим моментом. Их гипотеза «деревянного мира» состоит в том, что мы видим глубину в иллюзии ML, потому что живем в мирах, полных прямых углов (в зданиях, мебели и т.
д.). Когда прямые углы проецируются на плоскую поверхность сетчатки, они образуют узоры M-L: линии и стрелки. Эвристика работает, но эта эвристика имеет смысл только в средах с множеством прямых углов. В культурах с «неплотной» средой эвристика бессмысленна, и иллюзия должна исчезнуть.
Авторы решили проверить иллюзию ML на самых разных группах населения (всего 17 групп) с помощью группы антропологов. Они попросили людей отрегулировать длину сегмента M-L до тех пор, пока она не совпадет — в восприятии — с длиной другого сегмента. Так называемая точка субъективного равенства — это корректировка, необходимая для того, чтобы два сегмента выглядели одинаковой длины, и суммирует силу иллюзии.
Данные, похоже, подтверждают гипотезу о «плотном мире». Европейцы и американцы были наиболее подвержены этой иллюзии, а охотники-собиратели Калахари — наименее восприимчивы. Они также указывают на большие различия в восприимчивости к иллюзиям среди населения и возрастных групп.
Данные можно интерпретировать как доказательство сильного культурного влияния на восприятие.
Однако причинно-следственная связь косвенная: материальная культура влияет на визуальную среду, которая, в свою очередь, воздействует на зрительную систему. Иллюзия М-Л не является доказательством связи между визуальным восприятием и символическими аспектами культуры, ее конкретным содержанием или структурой. Это убедительное свидетельство чего-то гораздо менее противоречивого — того, что вы видите, влияет на то, что вы воспринимаете.
[Я упустил из виду множество проблем, связанных с объяснением всестороннего видения и гипотезой столярного мира. Об этом как-нибудь в другой раз].
Ссылки
Грегори Р.Л. (1968) Иллюзии восприятия и модели мозга. Труды Королевского общества 171: 24279–296. Доступна здесь.
Сегал М., Кэмпбелл Д. и Херсковиц М. Дж. (1966). Влияние культуры на визуальное восприятие. Нью-Йорк: Компания Bobbs-Merrill.
Есть восхитительная статья Deregowksi, в которой обсуждаются данные Сигалла и множество других исследований:
Deregowski, J.
