Iluzja optyczna na niebie. Jak to możliwe, że jaśniejsze obiekty widzimy inaczej?

Problem, nad którym głowił się sam Galileusz, został rozwiązany! Jasny obiekt na ciemnym tle wygląda na większy niż ciemny obiekt na jasnym tle - tyle wiemy, ale dotychczas nie było jasne, jak powstaje ta iluzja optyczna. Na pomoc z wyjaśnieniem zagadki spieszą naukowcy.

Okazuje się, że neurony inaczej reagują na dobrze oświetlone oraz ciemne obiekty i to właśnie w sposobie, w jaki mózg interpretuje bodźce, tkwi klucz do wyjaśnienia tej ciekawej iluzji optycznej. Kiedy przyglądamy się jasnemu przedmiotowi neurony mają tendencję do zniekształcania obrazu. Krótko mówiąc - to, co dostrzegamy nieco różni się od rzeczywistości.

Takie zniekształcenie w mniejszym stopniu dotyczy sytuacji, w której przyglądamy się czemuś, co jest ciemne. Być może jest to spadek po naszych przodkach, którzy ewoluując w warunkach afrykańskiej sawanny musieli radzić sobie o zmroku i nocą. Kształtujący się w takich warunkach ludzki mózg „skupił się”. na precyzyjnym przetwarzaniu informacji o ciemnych obiektach.

Zjawisko to bardzo dobrze ilustrują kwadraty, których wielkość jest dokładnie taka sama, a jednak jasny kwadrat na ciemnym tle wydaje się większy. Sekret tego zjawiska nie tkwi w pracy optycznego narządu jakim jest ludzkie oko, ale w sposobie obróbki informacji, która zachodzi już w mózgu.

Nad wynikającym z tego zjawiska problemem głowił się nawet sam Galileusz. Podczas obserwacji planet zauważył coś nietypowego. Kiedy gołym okiem przyglądał się obiektom widocznym na wieczornym niebie, jaśniejsza Wenus wydawała się większa niż Jowisz. Kiedy jednak słynny astronom używał lunety –. Jowisz był ewidentnie większy.

Dotychczas zjawisko to tłumaczono tzw. _ efektem irradiacji _. Uważano, że ma ono fizjologiczne podłoże związane z właściwościami siatkówki oka. Znajdują się na niej receptory rejestrujące m.in. natężenie światła. Założono, że podczas patrzenia na jasny kwadrat na ciemnym tle, pobudzeniu ulegają receptory na większej powierzchni siatkówki. Dzięki badaniom, które przeprowadził dr Jose-Manuel Alonso, neurobiolog z Uniwersytetu Nowojorskiego, wiemy, że to sprawka naszego mózgu, a nie oka.

Alonso użył elektrod, które rejestrowały pracę mózgu w obszarach odpowiedzialnych za przetwarzanie bodźców wzrokowych. Badanie prowadzono pokazując ciemne kształty na jasnym tle oraz jasne kształty na ciemnym tle ludziom, małpom i kotom. Badacze założyli też, że niektóre z neuronów (neurony oznaczone jako „ON”) ulegają aktywacji w odpowiedzi na jasne obiekty, a inna grupa komórek (neurony „OFF”) reaguje na obiekty ciemne. Po zarejestrowaniu pobudzenia podczas obserwowania kształtów okazało się, że neurony „OFF”. reagowały w przewidywalny, stabilny sposób na ciemne kształty. Wyraźne było też tym większe pobudzenie neuronów im większy był kontrast pomiędzy obiektem a tłem, na jakim się on znajdował. Z kolei komórki typu „ON” reagowały bardzo dużą aktywnością na wszystkie jasne obiekty, niezależnie od stopnia kontrastu.

Właśnie ta cecha ludzkiego mózgu stanowi klucz do zagadki Galileusza. Wenus, która znajduje się bliżej Ziemi, a więc „świeci”. jaśniej na tle ciemniejącego nieba wydaje się większa, choć w rzeczywistości o wiele większy jest Jowisz (dociera do nas mniej światła, które odbija ta druga planeta).

Dr Alonso uważa, że efekt ten to nasze ewolucyjne przystosowanie, które pomagało dostrzec drapieżne zwierzę w nocy, a jednocześnie nie tracić zbyt dużo energii na przetwarzanie wizualnej informacji o takim samym zwierzęciu zbliżającym się w dzień. Silna reakcja na światło może być również istotnym elementem w procesie kształtowania się widzenia, które ma miejsce u bardzo małych dzieci. Niewyraźnie widzące noworodki zdecydowanie lepiej niż kształty odróżniają światło i ciemność. Badania dr. Alonso pokazują też, że zjawiska, o które obwinialiśmy dotąd niedoskonałość ludzkiego oka (Galileusz uważał, że irradiacja to zakłócenia powstające na skutek nieprecyzyjnego działania soczewki oka), mogą mieć źródło w mózgu. To zupełnie nowy kontekst dla badań nad wadami ludzkiego wzroku –. np. krótkowzrocznością.

słk / osa / ab