Die Illusion der Täuschung: Eine visuelle optische Täuschung basierend auf Retro-Prognosen

Das menschliche Gehirn wird oft als der komplexeste biologische Computer der Welt bezeichnet. Wissenschaftler aus der ganzen Welt untersuchen dieses unglaublich mysteriöse Organ weiterhin und entdecken immer mehr seiner Eigenschaften, Funktionen, Fähigkeiten und mehr. Wie wir wissen, sind viele Wissenschaften und damit ihre Forschung miteinander verbunden. Daher ermöglicht die Untersuchung des menschlichen Gehirns die Verbesserung und Technologie, die nicht mit seiner Anatomie zusammenhängt. Heute werden wir uns eine neue Studie des Gehirns ansehen, in der Wissenschaftler neue Wege testen, um es zu täuschen. Wir nehmen die Welt um uns herum durch die vom Gehirn verarbeiteten Informationen wahr. Alles, was wir sehen, hören, riechen, schmecken und berühren, besteht aus einer Reihe von Signalen, die unsere Sinne wahrnehmen und die das Gehirn verarbeitet. Aber was ist, wenn diese Signale falsch sind oder eher gar nicht und das Gehirn sicher ist, dass sie es sind? Dies wird in der heutigen Studie diskutiert. Lass uns gehen.

Studienbasis

Wir alle kennen das Konzept der optischen Täuschung. Dieses Phänomen kann sowohl mit physikalischen Phänomenen (Lichtbrechung: ein Löffel in einem Glas Wasser) als auch mit Fehlern bei der Wahrnehmung von Informationen durch unser Gehirn in Verbindung gebracht werden. Lassen wir die Physik beiseite, obwohl sie überall und immer vorhanden ist (wie im DMB-Film: "Siehst du einen Gopher? Und ich sehe nicht, aber er ist es"). Die fehlerhafte Wahrnehmung der Daten der umgebenden Welt kann verschiedene Formen und Typen haben. Am häufigsten hören und lesen wir natürlich visuelle Illusionen. Forscher sagen, dass einer der Hauptgründe für die meisten Illusionen das Konzept der Retro-Vorhersage ist, wenn das Gehirn sozusagen die Vergangenheit vorhersagt. Es klingt etwas seltsam vorherzusagen, was bereits passiert ist. Aber hier kommt die Neurobiologie auf die Welt und erklärt uns alles. In den letzten 2000 Jahren haben David Eagleman, Neurowissenschaftler an der Stanford University, und Terry Seinowski, Neurowissenschaftler am Salk Institute for Biological Research, die Theorie geäußert, dass das menschliche Gehirn manchmal nach einem Ereignis Informationen sammelt und dann abschließt, was genau passiert ist.

Etwas leichter zu verstehen ist dieses Phänomen am Beispiel einer Illusion mit einem Blitz, die Sie unten sehen.




Schauen Sie sich die Animation genau an. Nehmen Sie sich Zeit. Was siehst du Genauer gesagt, wo sehen Sie? Erscheint das grüne Quadrat parallel zum roten oder weicht es geringfügig davon ab? Wenn Sie beide Quadrate in dem Moment, in dem Grün erscheint, parallel zueinander sehen, sind Sie vom Planeten Krypton.

Eagleman und Seinowski argumentieren, dass die Wahrnehmung (Wahrnehmung, die ausführlichere Begriffe mag) nicht vor dem Ereignis (dem Erscheinen des grünen Quadrats) und nicht während des Ereignisses, sondern 80 ms nach dem Ereignis stattfindet. In diesem Fall muss das Gehirn zwei „Signale“ wahrnehmen: die Position des roten Quadrats und die Position des erscheinenden Grüns. Die Theorie der umgekehrten Maskierung besagt, dass die Wahrnehmung eines visuellen Reizes durch einen Maskierungsreiz verschlechtert wird, der unmittelbar nach dem Hauptreiz auftritt. Das heißt, das Erscheinen eines grünen Quadrats verhindert, dass unser Gehirn die Position von Rot vollständig bestimmt, wodurch sich herausstellt, dass sie nicht parallel zueinander sind. Diese Theorie bestätigt das Phänomen der Retro-Vorhersage.

Diese Illusionen beruhen, wie wir bereits verstanden haben, ausschließlich auf Fehlern bei der Wahrnehmung visueller Informationen durch unser Gehirn. In der Studie, die wir heute diskutieren, haben Wissenschaftler beschlossen, neben visuellen Reizen auch Schallreize hinzuzufügen, um zu verstehen, ob die Umkehrmaskierung verwendet werden kann, wenn die Haupt- und Maskierungsreize nicht zur allgemeinen Kategorie gehören.

Studienvorbereitung

Die Studie führte zwei Arten von Experimenten durch. Der erste Typ ist die Illusion eines visuellen Stimulus und der zweite die Unterdrückung eines visuellen Stimulus.


Bild Nr. 1

Die obigen Bilder zeigen eine schematische Darstellung der eingehenden Reize (links) und der Wahrnehmung durch die Probanden (rechts). Graue Rechtecke sind Lichtblitze, die gleichzeitig mit einem bestimmten Tonsignal auftreten.

Option A ist die erste Art von Experiment. Wie Sie sehen können, gibt es 2 Blitze und 3 Pieptöne, aber die Probanden sehen 3 Blitze.

Option B ist die zweite Art von Experiment. Es gibt 3 Blitze und nur 2 Tonsignale, und die Probanden sehen nur 2 Blitze.

Als experimentelle Kaninchen (Entschuldigung für Zynismus) waren 13 Personen: 4 Männer und 9 Frauen. Die Forscher stellten fest, dass sie den Probanden nicht alle Details der Experimente mitteilten, sondern nur fragten, wie viele Blitze sie sehen. Daher wollten die Wissenschaftler den Grad an Objektivität und Genauigkeit der Ergebnisse erhöhen.

Das Experiment einzurichten war ziemlich einfach. Die Probanden saßen mit einer Bildwiederholfrequenz von 60 Hz in einem Abstand von 57 cm vor dem Monitor. Ihr Kopf befand sich auf dem Kinnständer, um eine relativ identische Position vor dem Monitor zu gewährleisten. Die Beleuchtung im Raum war schwach, was auch eine effektivere Wahrnehmung visueller Reize begleitete, die während der Experimente auf dem Monitor auftraten.


Versuchsaufbau

Der Unterschied zwischen dem Hintergrund des Bildschirms und visuellen Reizen (Blitze grauer Rechtecke) liegt in der Helligkeit: Der Hintergrund beträgt 30% und die Rechtecke 80%. Jeder der visuellen Blitze erschien genau 17 ms lang auf dem Bildschirm.

Schallreize wurden über zwei Lautsprecher an den Seiten des Monitors wiedergegeben. Die Dauer der Audiosignale (800 Hz) betrug 7 ms.

Zwischen den Audio- und visuellen Signalen wurde eine Lücke von 23 Sekunden hergestellt, um den möglichen Unterschied in der Wahrnehmungsgeschwindigkeit zwischen verschiedenen Subjekten auszugleichen.

In ihrem Bericht präsentieren die Forscher jedes Experiment in Form von NbMf, wobei Nb die Anzahl der Tonsignale und Mf die Anzahl der Blitze ist. Das heißt, 2b4f ist 2 Pieptöne und 4 Blitze.

Die Experimente mit den Probanden waren in mehrere Hauptphasen unterteilt:

Stufe I : Blitzzählung.


Jede der Optionen für das Experiment wurde 25 Mal durchgeführt. Die Probanden sollten die Anzahl der Blitze aufzeichnen, die sie in jedem der Experimente sahen.

Stufe II : Bestimmen der Position des Scheinblitzes.


Insgesamt 100 solcher Experimente wurden in zufälliger Reihenfolge durchgeführt. Die Probanden zeichneten auch die Anzahl der Blitze auf und gaben auch die Position der Blitze an, die sie auf dem Monitor wahrgenommen hatten. Somit war es möglich, die Wahrnehmung nicht existierender (illusorischer) Ausbrüche durch die Probanden zu bestimmen.

Stufe III : Vorkenntnisse über den Ort der Reize und ihre Richtung. Außerdem wurden 8 Teilnehmer zufällig ausgewählt, und es gab wieder sechs experimentelle Optionen.


Zu diesem Zeitpunkt wurden 15 Experimente für jede der Richtungen durchgeführt, während sich der erste Blitz immer in der Mitte des Bildschirms befand, der Rest jedoch entweder rechts oder links in zufälliger Reihenfolge angezeigt wurde. Die Probanden zeichneten erneut die Anzahl der Blitze und ihre Richtung auf.

Stadium IV : Exzentrizität. 5 Probanden nahmen teil.


Jede der oben genannten Optionen wurde 25 Mal ausgeführt, während es einen anderen Exzentrizitätswinkel gab (Winkel von der Augenmitte): 4 °, 10 ° und 16 °. Durch Ändern dieses Parameters können Sie die Abhängigkeit des Erscheinungsbilds der Illusion vom Betrachtungswinkel des Motivs bestimmen.

Stufe V : Grad des Vertrauens. Zu diesem Zeitpunkt gab es 8 Teilnehmer und 6 Erfahrungsoptionen (siehe oben). Zusätzlich zur Aufzeichnung der Anzahl der Ausbrüche, die sie sahen, mussten die Probanden eine von vier Optionen auswählen, um den Grad des Vertrauens in ihre Antwort zu bestimmen. Somit war es möglich, den Effekt der kognitiven Verzerrung auf das Experiment zu bestimmen. Dieses Phänomen kann mit dem Konzept der Subjektivität gleichgesetzt werden, wenn eine Person eine Wahl trifft oder eine Antwort gibt, abhängig von ihren eigenen Überzeugungen, ihrer emotionalen oder körperlichen Verfassung usw. Mit anderen Worten, Sie erinnern sich, wie viele Tests im Zusammenhang mit der Psychoanalyse Sie zu Beginn gebeten haben, nicht über die Frage und Ihre Antwort nachzudenken, sondern das Erste zu sagen, was Ihnen in den Sinn kommt. Dies ist ungefähr die Nivellierung der kognitiven Verzerrung.

Stufe VI : Retro-Vorhersage.


Wie wir sehen, sind die zweite und dritte Option in der Anzahl der Tonsignale und Blitze gleich - 2b3f, unterscheiden sich jedoch in ihrer Position. Alle Optionen wurden jeweils 25 Mal getestet. Diese Phase zielt darauf ab, die Bedeutung der Retro-Vorhersage für den Prozess der Wahrnehmung von Informationen zu bestimmen.

Stufe VII : Unterdrückung.


In zufälliger Reihenfolge wurden zu diesem Zeitpunkt insgesamt 100 Experimente durchgeführt. Die Testteilnehmer zeichneten auf, wie viele Ausbrüche sie sahen, und gaben ihre Position an. Diese Phase ist erforderlich, um zu verstehen, ob sich einer der Blitze versteckt oder mit dem benachbarten verschmilzt.


Demonstration eines illusorischen audiovisuellen Signals (zur Vereinfachung Untertitel hinzugefügt).


Demonstration eines unterdrückten (versteckten) audiovisuellen Signals (zur Vereinfachung Untertitel hinzugefügt).

Versuchsergebnisse


Diagramme experimenteller Ergebnisse eines illusorischen audiovisuellen Signals.

In Grafik A können wir sehen, wie viele Blitze von den Teilnehmern an den Experimenten in Bezug auf Stufe I wahrgenommen wurden. Wenn das 3b2f-Modell (3 Pieptöne und 2 Blitze) verwendet wurde, sahen die meisten Probanden mehr Blitze als bei Verwendung des 2b2f-Modells (2 Pieptöne und nur 2) echte Blitze). Dies deutet darauf hin, dass ein zusätzliches Tonsignal die Probanden dazu veranlasste, angeblich 3 Blitze zu haben, während es in Wirklichkeit nur 2 waren.

Die Forscher stellen außerdem fest, dass dieses Ergebnis nicht von der Anzahl der durchgeführten Tests abhängt. Das heißt, die Testergebnisse in den ersten 50 Anrufen und in den letzten 50 Anrufen unterschieden sich praktisch nicht. Daher passten sie sich nicht an die Bedingungen der Tests an, egal wie oft sie wiederholt wurden.

Grafik B zeigt den Grad des Vertrauens in ihre Antworten unter den Probanden. Wie wir sehen können, ist der Grad des Vertrauens unabhängig von den Quelldaten (Anzahl der Blitze und Tonsignale sowie Variationen ihrer Kombination) in allen Fällen ungefähr gleich.

Schließlich planen Sie C. Es zeigt, wie die Probanden die Ausbrüche verteilten, dh wo sie ihrer Meinung nach auftraten (rechts oder links). Die Ergebnisse besagen, dass die Wahrnehmung von Ausbrüchen auch davon abhängt, auf welcher Seite sie auftreten (von links nach rechts oder von rechts nach links). Als die Probanden drei Blitze sahen, zeigten die meisten an, dass der erste und der dritte weit voneinander entfernt waren und der zweite sich relativ in der Mitte befand. Obwohl es in der Realität natürlich überhaupt keinen zweiten Blitz gab. Und der Abstand zwischen den realen hat sich während der Experimente nicht geändert. Das heißt, das Vorhandensein eines illusorischen Blitzes drückte die beiden wirklich weiter auseinander.


Diagramme der experimentellen Ergebnisse eines versteckten (unterdrückten) audiovisuellen Signals.

Die obigen Diagramme zeigen die Ergebnisse des inversen Experiments, bei dem die Probanden keinen echten Blitz wahrnahmen. Beim 2b3f-Modell (2 Pieptöne und 3 Blitze) sah die überwiegende Mehrheit der Probanden nur 2 Blitze, während beim 0b3f-Modell alle drei Blitze auftraten. Dies deutet darauf hin, dass das Tonsignal wie ein Maskierungsreiz einen der Blitze blockiert, wodurch seine normale Wahrnehmung durch das Gehirn verhindert wird. Während in Abwesenheit von Tonsignalen nichts das Gehirn ablenkt, um alle echten Blitze vollständig wahrzunehmen. Wie aus Grafik A ersichtlich ist, sind die Testergebnisse für die Modelle 2b3f, 3b3f und 0b3f nahezu gleich.

Und Zeitplan B spricht auch von einem ziemlich hohen Maß an Vertrauen in die Antworten unter den Probanden.

Eine Analyse der Ergebnisse des 2b3f-Modells (2 Pieptöne und 3 Blitze) unter den Probanden, die nur 2 Blitze (anstelle von echten drei) sahen, ergab, dass die meisten Teilnehmer den ersten und dritten Blitz dort sahen, wo sie sich in der Realität befanden (Grafik C ).

Es stellt sich heraus, dass das Vorhandensein eines nicht vorhandenen Blitzes echte Blitze von ihren realen Positionen in entgegengesetzte Richtungen drückt. Im Falle der Unterdrückung der Wahrnehmung des zweiten Ausbruchs unterscheidet sich die wahrgenommene Position der Ausbrüche nicht von ihrer tatsächlichen Position.

Für eine detailliertere Kenntnis der Studie, insbesondere der statistischen Daten der Experimente, empfehle ich Ihnen, sich mit dem Bericht der hier verfügbaren Forschungsgruppe vertraut zu machen.

Nachwort

Diese Studie zeigte, dass Tonsignale als Maskierungsreize dienen können, die die Wahrnehmung eines echten Reizes blockieren. Gleichzeitig kann die Verwendung von Tonsignalen zur Wahrnehmung illusorischer visueller Reize führen, die in der Realität fehlen.

Das menschliche Gehirn speichert und verarbeitet eine große Datenmenge. Alle Handlungen (von der Handbewegung bis zur Geburt einer neuen Zelle), alles, was wir sehen, hören, riechen und berühren, sind Informationen, die verarbeitet werden müssen, bevor wir reagieren können. Manchmal kann das Gehirn getäuscht werden. Und heute haben Forscher eine neue Methode gezeigt, um dies zu erreichen. Solche Studien sind trotz ihrer Belustigung auf den ersten Blick sehr wichtig, um die Grenzen des Wissens einer Person über sich selbst zu erweitern. Denn das Gehirn bleibt bis heute ein sehr wenig untersuchtes "Objekt", zusammen mit den Tiefen der Ozeane und der Weite des Universums.

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