Tjek denne optiske illusion, og find ud af, hvad den siger om din hjerne.
En demonstration af vandfalds Illusionen ved hjælp af en video af Falls of Foyers (Skotland) hentet fra hvor Robert Addams berømt observerede effekten i 1834. Video med tilladelse fra Nick Wade.
Af Niia Nikolova, University of Strathclyde og Nick Wade, University of Dundee
Mennesker er fascineret af visuelle illusioner, der opstår, når der er et misforhold mellem det lysmønster, der falder på nethinden, og det, vi opfatter. Før bøger, film og internettet gjorde det muligt at dele illusioner bredt, blev folk betaget af illusioner i naturen. Det er faktisk her, at den lange historie med undersøgelse af illusioner begynder. Både Aristoteles og Lucretius beskrev bevægelses illusioner efter observation af strømmende vand.
Aristoteles observerede småsten under strømmende vand i nogen tid og bemærkede, at bagefter syntes småsten ved vandet at være i bevægelse. Lucretius kiggede i mellemtiden på den stationære ben af sin hest, da han var midt i en hurtigt flødende flod og bemærkede, at det så ud til at bevæge sig i den modsatte retning af strømmen. Dette kaldes induceret bevægelse, og det er længe blevet observeret, når skyer passerer månen - månen kan synes at bevæge sig i den modsatte retning.
Men en mere overbevisende beretning om sådanne illusioner blev først leveret af Robert Addams, en rejsende underviser i naturfilosofi, i 1834 efter hans observation af Falls of Foyers i Skotland. Efter at have set faldet et stykke tid, observerede han, at de tilstødende klipper så ud til at bevæge sig opad:
Efter at have set standhaftigt kig i et par sekunder på en bestemt del af kaskaden, beundret sammenløbet og forkastelsen af strømningerne, der dannede det flydende draperi af vand, og så pludselig rettede mine øjne til venstre for at se den lodrette ansigt i den mørke alder klipper straks sammenhængende med vandets fald, jeg så det klippeflade som i bevægelse opad og med en tilsyneladende hastighed lig med det faldende vand, som øjeblikket før havde forberedt mine øjne til at se dette entydige bedrag.
Bevægelse eftereffekt
Denne beskrivelse af fænomenet hjalp med til at stimulere en torrent af forskning, hvor effekten blev kendt som "vandfalds illusion." Dybest set, efter at have set på noget, der bevæger sig i en retning i et stykke tid, synes noget, der stadig er, at bevæge sig i den modsatte retning .
Addams havde ikke brug for en teori for at vide, at dette var en illusion: klipperne så stille ud før de så på vandfaldet, men så ud til at bevæge sig opad efter at have stirret på vandfaldet. Alt, hvad der kræves, var en tro på, at objekter forbliver de samme over tid, men at opfattelsen af dem kunne ændre sig. Denne illusoriske bevægelse - en, som vi ser i et stille mønster efter observation af bevægelse - er kendt som bevægelseseffekten.
Senere beskrivelser af bevægelseseftereffekten var baseret på bevægelige billeder som roterende spiraler eller sektorvise diske, der kan stoppes efter bevægelse. Når de er stoppet, ser sådanne former ud til at bevæge sig i den modsatte retning.
Addams gav et muligt grundlag for illusionen. Han argumenterede for, at klippernes tilsyneladende bevægelse var en konsekvens af ubevidst forfølgelse af øjenbevægelser, når man så synkende vand. Det er, selv om han troede, at han holdt øjnene stille, argumenterede han for, at de faktisk bevægede sig ufrivilligt i retning af det faldende vand og derefter hurtigt vendte tilbage.
Men denne fortolkning var helt forkert. Øjenbevægelser kan ikke forklare denne eftervirkning, fordi de ville resultere i, at hele scenen ser ud til at bevæge sig, ikke en isoleret del af den. Dette blev påpeget i 1875 af fysikeren Ernst Mach, der viste, at bevægelse eftereffekter i modsatte retninger kan ses på samme tid, men øjnene kan ikke bevæge sig i modsatte retninger samtidigt.
Hjerne- og bevægelses illusioner
Så hvad sker der i hjernen i tilfælde af denne illusion? Dette er fascinerende for visuelle forskere, fordi bevægelser eftervirkning illusioner tap ind i et væsentligt aspekt af behandling i hjernen - hvordan neuroner reagerer på bevægelse.
Mange celler i vores visuelle cortex aktiveres ved bevægelse i en bestemt retning.Forklaringer på disse illusioner er relateret til forskelle i aktiviteten for disse "bevægelsesdetektorer."
Rygstrømmen (grøn) er ansvarlig for detektion af placering og bevægelse og for orkestrerende handlinger. Billede via Selket / Wikimedia Commons.
Når vi ser på noget, der er stille, har “op” og “ned” detektorerne næsten den samme aktivitet. Men hvis vi ser, at vand falder ned, vil “ned” -detektorerne være mere aktive end “op” -detektorer, og vi siger, at vi ser bevægelse nedad. Men denne aktivering vil efter et stykke tid tilpasse eller udmætte "det" -detektorerne, og de reagerer ikke så meget som før.
Sig, at vi så ser på stationære klipper. Aktiviteten af “op” -detektorerne vil nu være relativt høj sammenlignet med de tilpassede “ned” -detektorer, og vi opfatter derfor opadgående bevægelse. (Dette er den enkle forklaring - det hele er faktisk lidt mere kompliceret end dette.)
Når vi observerer vandfaldets illusion, kan vi bemærke en anden interessant effekt - ting kan se ud til at bevæge sig uden at synes at ændre sig i position. I videoen af vandfalds illusionen ser det ud til, at vandet bølger opad, men det kommer ikke tættere på toppen. Dette antyder, at bevægelse og position kan behandles uafhængigt i hjernen. Faktisk kan sjældne hjerneskader forhindre folk i at se bevægelse, mens de stadig oplever ændringer i position. Vi kalder denne tilstand akinetopsia. En sådan patient beskrev for eksempel, at flydende vand lignede en gletsjer.
Mennesker har altid været fascineret af illusioner, men det er kun inden for det sidste århundrede, at de har været i stand til at lære os om hjernens arbejde. Med mange igangværende fremskridt inden for neurovidenskab står vi stadig for at lære meget om opmærksomhed og kognition ved at studere disse perceptuelle misforhold.
Niia Nikolova, forskningsassistent, University of Strathclyde og Nick Wade, emeritus professor, University of Dundee
Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.
Nederste linje: Se en visuel illusion og find ud af, hvad der sker i din hjerne.
