رفع توهم: همه چیز مربوط به چشم است، نه ذهن

تحقیقات دانشگاه اکستر نشان می‌دهد که توهمات بینایی ناشی از محدودیت‌های عصبی چشم و مغز ما هستند تا فرآیندهای ذهنی پیچیده. مدل این مطالعه با موفقیت توهم‌های بینایی انسان را پیش‌بینی می‌کند و توانایی ما را برای درک تصاویر با کنتراست بالا، مانند تصاویر تلویزیون‌های با وضوح بالا، با وجود پهنای باند محدود نورون‌ها، توضیح می‌دهد.

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که بسیاری از توهمات بینایی به دلیل محدودیت‌هایی در نحوه عملکرد چشم‌ها و نورون‌های بینایی ما ایجاد می‌شوند و نه فرآیندهای روان‌شناختی پیچیده‌تر.

محققان توهماتی را مورد بررسی قرار دادند که در آن محیط اطراف یک شی بر نحوه دیدن رنگ یا الگوی آن اثر می گذارد.

دانشمندان و فیلسوفان مدت‌هاست بحث می‌کنند که آیا این توهمات ناشی از پردازش عصبی در چشم و مراکز بینایی سطح پایین در مغز است یا شامل فرآیندهای ذهنی سطح بالاتر مانند زمینه و دانش قبلی است.

در مطالعه جدید، دکتر جولیون تروسیانکو، از دانشگاه اکستر، مدلی را توسعه داد که محدودیت‌های ساده‌ای را برای پاسخ‌های عصبی پیشنهاد می‌کند – نه فرآیندهای روان‌شناختی عمیق‌تر – این توهم‌ها را توضیح می‌دهد.

شلیک نورون‌ها به مغز

دکتر تروسیانکو، از مرکز اکولوژی و حفاظت در پردیس پنرین اکستر در کورنوال، گفت: «چشم‌های ما با ایجاد سرعت یا آهسته‌تر شلیک نورون‌ها به مغز پیام می‌فرستند.

با این حال، محدودیتی برای سرعت شلیک آن‌ها وجود دارد… و تحقیقات قبلی در نظر نگرفته‌اند که این محدودیت چگونه می‌تواند روی روش‌هایی که ما رنگ را می‌بینیم تأثیر بگذارد.»

این مدل این «پهنای باند محدود» را با اطلاعاتی در مورد نحوه درک الگوها توسط انسان‌ها در مقیاس‌های مختلف… همراه با این فرض که بینایی ما بهترین عملکرد را هنگام تماشای صحنه‌های طبیعی دارد، ترکیب می‌کند.

دکتر تروسیانکو گفت: «این موضوع بسیاری از فرضیات دیرینه در مورد نحوه عملکرد توهمات بصری را به هوا می اندازد.

دکتر تروسیانکو افزود: «تلویزیون‌های مدرن با دامنه دینامیکی بالا مناطق سفید روشنی را ایجاد می‌کنند… که بیش از 10000 برابر روشن‌تر از سیاه‌ترین سیاه‌شان هستند و به سطوح کنتراست صحنه‌های طبیعی نزدیک می‌شوند.

سطوح خاکستری

«چگونه چشم و مغز ما می‌تواند این کنتراست را مدیریت کند یک معما است زیرا آزمایش‌ها نشان می‌دهند… که بالاترین کنتراست‌هایی که ما انسان‌ها می‌توانیم در مقیاس فضایی واحد ببینیم حدود 200:1 است.

حتی گیج‌کننده‌تر، نورون‌هایی که چشم‌های ما را به مغز ما متصل می‌کنند، تنها می‌توانند کنتراست‌های حدود 10:1 را کنترل کنند.

به عنوان مثال، برخی از نورون‌ها به تفاوت‌های بسیار کوچک در سطوح خاکستری در مقیاس‌های متوسط حساس هستند… اما به راحتی توسط کنتراست‌های بالا تحت تأثیر قرار می‌گیرند.

در همین حال، نورون‌هایی که برای کنتراست‌ها در مقیاس‌های بزرگ‌تر یا کوچک‌تر کدگذاری می‌کنند… حساسیت کمتری دارند، اما می‌توانند در طیف وسیع‌تری از کنتراست‌ها کار کنند و تفاوت‌های سیاه و سفید عمیقی را ایجاد کنند.

در نهایت این نشان می دهد که چگونه یک سیستم با پهنای باند عصبی و حساسیت بسیار محدود می تواند کنتراست های بزرگتر از 10000:1 را درک کند.