Kognitive Begradigung: Eine Illusionssitzung zur vollständigen Belichtung

In der obigen Abbildung sehen Sie ein Diagramm kognitiver Verzerrungen - systematische Abweichungen in der Wahrnehmung der Realität. Sie können die Vollversion des Bildes in russischer Sprache hier sehen und diesem Link folgen , um die Originaldaten im JSON-Format zu finden. 175 faszinierende kognitive Fehler sind nicht von Grund auf neu aufgetreten - jeder hat eine Grundursache, obwohl die Wissenschaftler in einigen Fällen nicht vollständig über die Ursache des Wahrnehmungsfehlers entschieden haben.

In der Regel geht der Verzerrung eine Überfülle an Informationen, Schwierigkeiten beim Verständnis, die Notwendigkeit einer schnellen Reaktion oder eine Einschränkung unseres Gedächtnisses voraus. Der häufigste Grund sind jedoch die Merkmale des menschlichen Denkens. Eine der interessantesten Arten von Fehlern sind optische Täuschungen. Heute werden wir darüber sprechen, weil visuelle Illusionen am besten zeigen, wie das Gehirn ein Gefühl für die Realität in sich selbst erzeugen kann. Indem wir diese Mechanismen untersuchen, verstehen wir besser, wie wir die virtuelle Welt von der physischen ununterscheidbar machen können.

Wilde, wilde Welt

Aus evolutionärer Sicht geschah gestern das Interessanteste mit dem Gehirn. Während Sie im Büro sitzen, dösen die Neuronen nicht ein und sind bereit, den Körper auf eine Reise zu schicken - weg von dem Säbelzahntiger, der tückisch von der Spitze des Felsens springt.

Der Neurobiologe Bo Lotto behauptet, dass wir in Wirklichkeit die Realität nicht sehen und dass unsere Sinne, die uns helfen sollen, die Welt um uns herum zu kennen, ihre objektive Wahrnehmung behindern. Um diesen Gedanken zu veranschaulichen, schlug er die folgende Abbildung vor.



Das Quadrat am oberen Rand scheint uns dunkelbraun zu sein, an der Seite - heller - braun-orange. Dies ist jedoch nur eine Illusion, die von unserem Gehirn erzeugt wird. In Wirklichkeit sieht der Würfel anders aus.



Wie ist das möglich? Bei sehr schlechten Lichtverhältnissen sind einzelne Farben nicht zu unterscheiden. Unter dem Gesichtspunkt des Überlebens ist ein solcher Realitätszustand tödlich, da ein in der Dämmerung verstecktes Raubtier eine Person angreifen kann. Und dann kommt ein „Wahrnehmungsfehler“ zur Rettung: Auf der Netzhaut entsteht ein Bild, das sich von dem Objekt unterscheidet, das es erzeugt hat.

Zum Beispiel nehmen wir im Abendwald die Bewegung von Büschen als lebendes Objekt wahr. Bei näherer Betrachtung verstehen wir, dass es sich tatsächlich um Zweige handelt, die sich von einer leichten Brise bewegen. Das Gehirn hat sich geirrt, aber evolutionär ist die "Hit or Run" -Mechanik vorteilhafter als die "Stop and Analysis" -Reaktion. Es ist besser, fälschlicherweise verschiedene Farben, Bewegungen und Bedrohungen zu sehen, als einmal gegessen zu werden.

Mueller-Layer Illusion: Ein klassischer Cheat

Der deutsche Psychiater Franz Karl Müller-Layer zeigte 1889 eine geometrisch-optische Täuschung, die mit einer Verzerrung der Wahrnehmung von Linien und Figuren verbunden war. Die Müller-Layer-Illusion ist, dass das Segment, das von den nach außen gerichteten Spitzen eingerahmt wird, kürzer zu sein scheint als das Segment, das von „Schwänzen“ eingerahmt wird. Tatsächlich ist die Länge beider Segmente gleich.

Der Psychiater machte auch darauf aufmerksam, dass der Betrachter der Illusion auch nach dem Messen der Linien und dem Hören der Erklärung des neurologischen Hintergrunds des Bildes weiterhin eine Linie als kürzer als die andere betrachtet. Interessant ist auch, dass diese Illusion nicht für alle gleich aussieht und es Menschen gibt, die dafür weniger anfällig sind.

Es wurden Versuche unternommen, das Prinzip der Müller-Schicht-Illusion zu erklären:

• „Falsche Größe“: Das Bild der Pfeilspitzen fällt auf den Teil des visuellen Systems in der Netzhaut, der für die Verarbeitung der Bildtiefen-Signale verantwortlich ist. Infolgedessen wird die Linie mit den nach innen zeigenden Spitzen als länger interpretiert, da sie von der Netzhaut als weiter entfernt wahrgenommen wird.
  
• „Widersprüchliche Signale“: Pfeilspitzen werden als Beitrag zur Länge der Linie wahrgenommen. Eine längere Gesamtlinienform mit nach innen gerichteten Spitzen bewirkt eine Verlängerung der Linie.
  
• "Verwirrung": Der Abstand zwischen den Spitzen beeinflusst die wahrgenommene Länge. Für die Linie mit den Spitzen nach außen scheint der Abstand zwischen den Spitzen der Pfeile geringer zu sein als der Abstand zwischen den Spitzen der Pfeile, die auf der anderen Linie nach innen gerichtet sind.
  

Wir wissen immer noch nicht die richtige Antwort, daher können Sie Ihre Version anbieten oder eine der vorhandenen unterstützen. In jedem Fall hat die Arbeit von Müller-Layer einen großen Beitrag zur Entwicklung der Kognitionswissenschaft geleistet. Es wurde klar, dass der Geist ein alles andere als perfekter Mechanismus ist, der selbst dann falsch sein kann, wenn mit genauen, auf den ersten Blick vollständigen Informationen gearbeitet wird, die vom Einfluss von Emotionen befreit sind.

Das Gehirn verarbeitet Informationen in einer Reihe miteinander verbundener Module, und ein Modul vermutet möglicherweise nicht die Existenz eines anderen. Einige Module sind eine Art halbunabhängige Bewusstseinsabteilungen, die sich mit bestimmten Arten von Eingaben befassen und bestimmte Arten von Ausgaben liefern. Ihre innere Arbeit ist dem menschlichen Bewusstsein nicht zugänglich - alles, worauf wir zugreifen können, ist das Ergebnis der Arbeit verborgener interner Systeme.



Die Mueller-Layer-Illusion zeigt, dass einige Module weiterhin unterschiedliche Zeilenlängen anzeigen, obwohl sie verstehen, dass dies falsch ist. Eine andere weithin bekannte Illusion dieser Art heißt vertikal-horizontal. In der obigen Abbildung scheint die vertikale Linie länger als die horizontale zu sein, aber in Wirklichkeit sind sie gleich.


Mit der dynamischen Illusion von Mueller-Layer scheint es uns, dass die animierten Pfeile die Länge der Linien ändern, aber in Wirklichkeit bleibt es dieselbe.

Pinna-Brelstaff-Illusion: Gehirnwanzen

Dank der Arbeit von Bainio Pinna (Universität Sassari, Italien) erschien 1990 die erste visuelle Illusion, die die Wirkung einer rotierenden Bewegung demonstrierte. In seiner modernen Form wurde die Illusion im Jahr 2000 in einem gemeinsamen Artikel von Bainio Pinna und dem englischen Psychologen Gavin Brelstaff vorgestellt.

Die Pinna-Brelstaff-Illusion repräsentiert mehrere konzentrische Ringe, die aus kleinen rhomboiden Elementen bestehen, die in einem Winkel in verschiedenen Richtungen in den inneren und äußeren Ringen angeordnet sind. Je nachdem, ob Sie sich dem Bild nähern oder sich von ihm entfernen, drehen sich die Kreise in verschiedene Richtungen. Aber eine solche Illusion wird verschwinden, wenn die Diamanten nicht gekippt werden.

Wenn Sie sich dem Monitor nähern, sollten die Kreise auf dem Bildschirm für Ihr Gehirn größer werden, aber die Neuronen, die für die Erkennung von Bewegungen verantwortlich sind, „lügen“ und erzeugen eine Illusion. Es wird angenommen, dass die Illusion durch "Bugs" von Neuronen im visuellen Kortex verursacht wird. Bei der Betrachtung eines statischen Bildes benötigen Neuronen in diesem Bereich 15 Millisekunden mehr Zeit für die Aktivierung als bei der üblichen Wahrnehmung realer komplexer Bewegungen.

Wissenschaftler glauben, dass das Verständnis der Mechanismen der Bewegungswahrnehmung dazu beitragen wird, Situationen zu vermeiden, in denen es gefährlich ist, einen bewegungsempfindlichen Bereich in der Großhirnrinde zu stimulieren. Falsche visuelle Inhalte auf den Armaturenbrettern von Autos, Flugzeugen und anderen Verkehrsträgern können daher irreparablen Schaden verursachen. Designer, Regisseure und Ersteller von Multimedia-Inhalten sollten auch darüber nachdenken, Reisekrankheit und andere Unannehmlichkeiten für das Publikum zu vermeiden.

Richard Russells Arbeit: die Illusion geschlechtsspezifischer Unterschiede

In der Abbildung sehen Sie einen Mann und eine Frau. Aber das ist nicht so. Im Jahr 2009 zeigte Richard Russell, Professor für Psychologie am Gettysburg College (USA), dass beide Gesichter tatsächlich Versionen desselben androgynen Gesichts sind.

Das Originalbild wurde auf einem Computer erstellt, indem gemittelte männliche und weibliche Gesichter gemischt wurden. Der einzige Unterschied ist der Kontrast: Auf dem Foto links sind der Kontrast und die Beleuchtung der Gesichtszüge erhöht, rechts reduziert.

Eine Person mit einem höheren Kontrast wird als Frau wahrgenommen. Es ist nicht genau bekannt, warum dies unter dem Gesichtspunkt der Evolution so notwendig war, aber das weibliche Gesicht hat einen größeren Beleuchtungskontrast in den Augen, Lippen und der umgebenden Haut als das männliche.

Russells ursprüngliche Studie heißt "Ein Geschlechtsunterschied in der Pigmentierung des Gesichts und seine Übertreibung durch Kosmetika". Kontrast ist ein wichtiges Signal für die Wahrnehmung des Geschlechts - je kontrastreicher das Erscheinungsbild der Natur ist, desto schöner wirkt eine Frau. Das Make-up, das Kontrast erzeugt, macht eine Frau attraktiver.

Kofferraum Illusion: lange Verzögerungen

In der obigen Abbildung sehen die meisten Menschen zunächst nur Quadrate und beginnen erst nach wenigen Sekunden, 16 Ovale von Kreisen zu unterscheiden.

Anthony Norcia vom Smith Kettlevel Eye Research Institute (San Francisco, USA) demonstrierte 2006 die Illusion von „Koffer“ - ein architektonischer Begriff für eine Reihe von vertieften Türverkleidungen mit quadratischen, rechteckigen oder anderen Formen.

Koffer 'Illusion gehört zu einer großen Klasse optischer Verzerrungen, bei denen eine zweidimensionale Figur oder ein dreidimensionales Objekt auf mehrere klar unterscheidbare Arten gesehen werden kann. In der Neurobiologie gibt es Hinweise auf die Entstehung einer Illusion für einige mehrdeutige Figuren - aufgrund der Tatsache, dass unser Gehirn auf die ständige Identifizierung von Objekten ausgerichtet ist.

Wir sehen die Objekte nicht sofort als Ganzes, sondern in Form von getrennten Gesichtern, Konturen und Figuren, die nach einer kurzen Behandlung zu etwas zusammengefasst werden, das für unser Bewusstsein verständlich ist. Wenn das Bild jedoch von Natur aus mehrdeutig ist, kann derselbe Satz äquivalenter Elemente unterschiedlich interpretiert werden - beispielsweise um einen Kreis oder ein Rechteck zu bilden.



Die Illusion „Maske der Liebe“ aus dem Buch „Amazing Optical Illusions“ von Gianni Sarkone funktioniert ähnlich, mit dem einzigen Unterschied, dass das Bild eines oder zweier küssender Gesichter keine dominierende Rolle spielt - was Sie sehen, hängt von den individuellen Merkmalen ab deines Gehirns.



Interessanterweise verarbeitet das Gehirn auf ähnliche Weise nicht nur Informationen über Objekte, sondern erkennt auch die Gesichter von Menschen. Das Gehirn liest eine Reihe einzelner Elemente - Augen, Nase, Mund und Ohren. Neben individuellen Merkmalen berücksichtigen Gesichtsmerkmale ihre Beziehung zueinander und ihren Standort. Das heißt, eine Person wird als ganzes System wahrgenommen. Das Ergebnis ist Thatchers Illusion, wenn es schwierig ist, lokale Veränderungen in einem invertierten Porträtfoto zu erkennen.



Das invertierte Foto von Margaret Thatcher scheint zunächst normal zu sein, aber wenn Sie es erneut um 180 ° drehen, fällt Ihnen sofort die falsche Position von Augen und Mund auf. In einer invertierten Fotografie ist es für das Gehirn schwieriger, das gesamte Bild zu bewerten - die Informationen werden für jedes Element separat "gesammelt".

Sobald uns das rechte Gesicht gezeigt wird, wird plötzlich die Wahrnehmung eines einzelnen Systems wieder verbunden. Der Bereich der Großhirnrinde erkennt das Gesicht und bestimmt die Blickrichtung, die Amygdala und der Insellappen analysieren den Gesichtsausdruck, und der Bereich im präfrontalen Bereich des Frontallappens und das für das Gefühl des Vergnügens verantwortliche Gehirnsystem bewerten seine Schönheit.

Optische Täuschungen in der Kunst

Optische Täuschungen sind den Menschen seit Hunderten von Jahren bekannt und haben natürlich als Inspirationsquelle für Künstler gedient. In der Kunst gibt es eine künstlerische Technik, die mit der optischen Verschiebung verbunden ist und die ein Objekt von leicht erkennbarer Form nur unter einem bestimmten Gesichtspunkt zeigt. Es wurde Anamorphose genannt - vom Griechischen ἀνᾰ- (Präfix mit der Bedeutung der Wiederholung) und μορφή ("Bild, Form").

Das berühmte Gemälde „Botschafter“ von Hans Holbein dem Jüngeren aus dem Jahr 1533 verbirgt ein undurchsichtiges Symbol für die ewige Gegenwart des Todes im Alltag, das nur die Realität in einem tiefen Verständnis des Seins „sehen“ kann. Der einfachste Weg, Holbeins Fähigkeit, Anamorphosen zu erzeugen, zu demonstrieren, ist das Video.


Absichtliche Bildverzerrungen erzeugen einen besonderen Effekt. Diese Technik wurde von Maurits Escher verwendet. So schuf er in der Arbeit von Belvedere ein zweidimensionales Bild des Gebäudes, um die Umgebung frei von den Fesseln der dreidimensionalen Welt zu betrachten.



Für den Betrachter sind die Säulen im zweiten Stock vorne und hinten gleich groß, die Säulen hinten sind jedoch höher montiert. Der Betrachter wird auch feststellen, dass sich das Obergeschoss in einem anderen Winkel befindet als der Rest des Gebäudes. Die Säulen im mittleren Stock stehen rechtwinklig, die vorderen Säulen stützen jedoch die Rückseite des oberen Stockwerks, während die hinteren Säulen die Vorderseite stützen.

Der Einfluss von Neuroprozessen

Am Fuße von Eschers Belvedere schaut eine Person auf den Necker-Würfel - dies ist eine weitere optische Täuschung, die wegen der Kanten, die sich auf unmögliche Weise schneiden, auch als unmöglicher Würfel bezeichnet wird. Es gibt eine Hypothese, dass neurophysiologische Kanäle im menschlichen visuellen System Tiefeninformationen selektiv verarbeiten. Diese Kanäle arbeiten nach dem Prinzip der gegenseitigen Komplementation - alle 2-3 Sekunden wird einer aktiviert und der zweite unterdrückt oder umgekehrt.

Diese Hypothese kann auch das Phänomen einer häufigeren Änderung der Optionen bei längerer Beobachtung erklären. Es wird davon ausgegangen, dass in diesem Fall die Wiederherstellungsprozesse keine Zeit haben, vollständig durchlaufen zu werden, und dass der Wechsel von einer Option zu einer anderen schneller erfolgt. Die Illusion einer „gekachelten Wand“, in der die Fliesenreihen gekrümmt erscheinen, obwohl sie überhaupt nicht gekrümmt sind, die Schrödertreppe usw., werden als Beispiele für mehrstufige Bilder in der Tiefe angeführt.

Die Hypothese, die die Existenz verschiedener Arten von Illusionen erklärt, ist tatsächlich sehr vielfältig. Wir alle brauchen, um die Prozesse der Identifizierung von uns selbst und Objekten in der Realität vollständig zu verstehen. Andererseits ist es einfach interessant, die Illusionen zu beobachten, wenn selbst die gewöhnliche Perspektive in den Bildern eine echte Illusion der Wahrnehmung ist.

---

Die Popularität kognitiver und optischer Verzerrungen hat einen solchen Höhepunkt erreicht, dass die Neural Correlate Society mit Unterstützung der Mind Science Foundation regelmäßig den Wettbewerb „ Beste visuelle Illusionen des Jahres “ ins Leben gerufen hat, bei dem die Anzahl interessanter Illusionen buchstäblich die Augen kräuselt. Für alle zu empfehlen.