Nowe badania pokazują, że liczne iluzje wzrokowe są spowodowane ograniczeniami w sposobie działania naszych oczu i neuronów wzrokowych, a nie bardziej złożonymi procesami psychologicznymi.
Naukowcy zbadali iluzje, w których otoczenie obiektu wpływa na sposób, w jaki postrzegamy jego kolor lub wzór.
Naukowcy i filozofowie od dawna debatują, czy te iluzje są spowodowane przetwarzaniem neuronowym w oku i ośrodkami wzrokowymi niskiego poziomu w mózgu, czy też wiążą się z procesami umysłowymi wyższego poziomu, takimi jak kontekst i wcześniejsza wiedza.
W nowym badaniu dr Jolyon Troscianko z University of Exeter współtworzył model, który sugeruje proste ograniczenia reakcji neuronalnych – a nie głębsze procesy psychologiczne – wyjaśniające te iluzje.
„Nasze oczy wysyłają wiadomości do mózgu, przyspieszając lub zwalniając neurony” – powiedział dr Troscianko z Centrum Ekologii i Ochrony Przyrody na kampusie Penryn w Exeter w Kornwalii.
„Istnieje jednak granica tego, jak szybko mogą strzelać, a poprzednie badania nie uwzględniały wpływu tego limitu na sposób, w jaki postrzegamy kolory”.
Model łączy tę „ograniczoną przepustowość” z informacjami o tym, jak ludzie postrzegają wzorce w różnych skalach, wraz z założeniem, że nasz wzrok działa najlepiej, gdy patrzymy na naturalne sceny.
Model został opracowany przez naukowców z uniwersytetów w Exeter i Sussex w celu przewidywania, w jaki sposób zwierzęta widzą kolory, ale stwierdzono również, że prawidłowo przewiduje wiele iluzji wizualnych widzianych przez ludzi.
„To wyrzuca w powietrze wiele długo utrzymywanych założeń na temat działania iluzji wizualnych” – powiedział dr Troscianko.
Powiedział, że odkrycia rzucają również światło na popularność telewizorów wysokiej rozdzielczości.
„Nowoczesne telewizory o wysokim zakresie dynamicznym tworzą jasne białe obszary, które są ponad 10 000 razy jaśniejsze niż ich najciemniejsza czerń, zbliżając się do poziomów kontrastu naturalnych scen” – dodał dr Troscianko.
„To, jak nasze oczy i mózgi radzą sobie z tym kontrastem, jest zagadką, ponieważ testy pokazują, że największe kontrasty, jakie my, ludzie, możemy zobaczyć w jednej skali przestrzennej, wynoszą około 200:1.
„Jeszcze bardziej mylące jest to, że neurony łączące nasze oczy z mózgiem radzą sobie tylko z kontrastami około 10:1.
„Nasz model pokazuje, w jaki sposób neurony o tak ograniczonej przepustowości kontrastu mogą łączyć swoje sygnały, aby umożliwić nam zobaczenie tych ogromnych kontrastów, ale informacje są„ skompresowane ”- co powoduje złudzenia wizualne.
„Model pokazuje, w jaki sposób nasze neurony są precyzyjnie ewoluowane, aby wykorzystać każdy bit pojemności.
„Na przykład niektóre neurony są wrażliwe na bardzo małe różnice w poziomach szarości w średnich skalach, ale łatwo je przytłoczyć dużymi kontrastami.
„Tymczasem neurony kodujące kontrasty w większej lub mniejszej skali są znacznie mniej czułe, ale mogą pracować w znacznie szerszym zakresie kontrastów, dając głębokie czarno-białe różnice.
„Ostatecznie pokazuje to, jak system o poważnie ograniczonej przepustowości i czułości neuronowej może dostrzegać kontrasty większe niż 10 000: 1”.
Artykuł opublikowany w czasopiśmie PLOS Computational Biology nosi tytuł: „Model wyglądu kolorów oparty na wydajnym kodowaniu obrazów naturalnych”.