Новые исследования показывают, что многочисленные зрительные иллюзии вызваны ограничениями в работе наших глаз и зрительных нейронов, а не более сложными психологическими процессами.
Исследователи изучили иллюзии, в которых окружение объекта влияет на то, как мы видим его цвет или рисунок. Статья, опубликованная в журнале PLOS Computational Biology , называется «Модель внешнего вида цвета, основанная на эффективном кодировании естественных изображений».
Ученые и философы давно спорят о том, вызваны ли эти иллюзии нейронной обработкой в глазах и низкоуровневыми зрительными центрами в мозгу или связаны с психическими процессами более высокого уровня , такими как контекст и предшествующие знания.
В новом исследовании доктор Джолион Трощанко из Эксетерского университета совместно разработал модель, которая предполагает, что эти иллюзии объясняются простыми ограничениями нейронных реакций, а не более глубокими психологическими процессами.
«Наши глаза посылают сообщения в мозг, заставляя нейроны срабатывать быстрее или медленнее», — сказал доктор Трощанко из Центра экологии и охраны природы в кампусе Пенрин в Эксетере в Корнуолле. «Однако существует предел того, как быстро они могут стрелять, и в предыдущих исследованиях не рассматривалось, как этот предел может повлиять на то, как мы видим цвет».
Модель сочетает в себе эту «ограниченную пропускную способность» с информацией о том, как люди воспринимают узоры в разных масштабах, а также с предположением, что наше зрение работает лучше всего, когда мы смотрим на естественные сцены.
Модель была разработана исследователями из университетов Эксетера и Сассекса, чтобы предсказать, как животные видят цвет, но также было обнаружено, что она правильно предсказывает многие зрительные иллюзии, которые видят люди.
«Это подрывает многие давние предположения о том, как работают визуальные иллюзии», — сказал доктор Трощенко.
Он сказал, что результаты также проливают свет на популярность телевизоров высокой четкости.
«Современные телевизоры с высоким динамическим диапазоном создают яркие белые области, которые более чем в 10 000 раз ярче самого темного черного цвета, приближаясь к уровням контрастности естественных сцен», — добавил д-р Трощенко.
«Как наши глаза и мозг могут справиться с этим контрастом, остается загадкой, потому что тесты показывают, что самый высокий контраст, который мы, люди, можем видеть в одном пространственном масштабе, составляет около 200: 1.
«Еще более запутанно то, что нейроны, соединяющие наши глаза с нашим мозгом, могут обрабатывать контрасты только около 10: 1.
«Наша модель показывает, как нейроны с такой ограниченной контрастной полосой пропускания могут комбинировать свои сигналы, чтобы мы могли видеть эти огромные контрасты, но информация «сжата», что приводит к визуальным иллюзиям.
«Модель показывает, как наши нейроны точно эволюционировали, чтобы использовать каждый бит емкости.
«Например, некоторые нейроны чувствительны к очень незначительным различиям в уровнях серого в масштабах среднего размера, но их легко перегрузить высокими контрастами.
«В то же время нейроны, кодирующие контрасты в больших или меньших масштабах, гораздо менее чувствительны, но могут работать в гораздо более широком диапазоне контрастов, давая глубокие черно-белые различия.
«В конечном итоге это показывает, как система с сильно ограниченной нейронной пропускной способностью и чувствительностью может воспринимать контрасты больше, чем 10 000: 1».
Теги: зрение
