Why do we see illusions? I'm going to tell you about some of my research, where I provided evidence for a different kind of hypothesis than the one that might be in the book on your coffee stand. Alright, so let's look at one of the illusions here. And this is a stand-in for many, many kinds of illusions that are explained by this hypothesis. I'm just going to walk through it for this particular one. As usual in these things, these two lines are, in fact, parallel, but you perceive them to bow outwards at their centers. At the center where those radial lines are, it's wider in your visual field than the parts above and below. And this is remarkable, because it's a remarkably simple stimulus. It's just a bunch of straight lines. Why should one of the most complicated objects in the universe be unable to render this incredibly simple image? When you want to answer questions like this, you need to ask, well, what might this mean to your brain? And what your brain is going to think this is, is not some lines on a page. Your brain has evolved to handle the kinds of natural stimuli that it encounters in real life. So when does the brain encounter stimuli like this? Well, it seems a bit odd, but in fact, you've been encountering this stimulus all day long. Whenever you move, whenever you move forward, in particular. When you move forward, you get optic flow, flowing outwards in your visual field, like when the Enterprise goes into warp. All of these objects flow outwards and they leave trails, or blur lines, on your retina. They're activating mini-neurons all in a row. So, this is a version of what happens in real life and this another version of what happens in real life all the time. In fact, cartoonists know about this. They put these blur lines in their cartoons and it means to your brain: motion. Now, it's not that in real life you see blur lines. The point is that it's the stimulus at the back of your eye that has these optic blurs in them, and that's what tells your brain that you're moving. When you move forward, your eyes fixate like cameras, like snapshot cameras, it fixates, it fixates, little (Snapshot sound) camera shots, and each time it fixates when you're moving forward, you get all this flowing outwards. So when you take a fixation, you end up with this weird optic blur stuff, and it tells you the direction you're moving. Alright, that's half the story. That's what this stimulus means. It means that your brain thinks, when it's looking at the first image, that you're actually on your way, moving towards the center. It still doesn't explain why you should perceive these straight lines as bowed outwards. To understand the rest of the story, you have to understand that our brains are slow. What you would like is that when light hits your eye, then -- ping! -- immediately you have a perception of what the world is like. But it doesn't work that way. It takes about a tenth of a second for your perception to be created. And a tenth of a second doesn't sound very long, but it's a long time in normal behaviors. If you're moving just at one meter per second, which is fairly slow, then in a tenth of second, you've moved 10 centimeters. So if you didn't correct for this delay, then anything that you perceived to be within 10 centimeters of you, by the time you perceived it, you would have bumped into it or just passed it. And of course, this is going to be much worse -- (Laughter) it's going to be much worse in a situation like this. Your perception is behind. What you want is that your perception should look like this. You want your perceptions at any time T to be of the world at time T. But the only way your brain can do that, is that it has to, instead of generating a perception of the way the world was when light hit your retina, it has to do something fancier. It can't passively respond and create a best guess, it has to create a best guess about the next moment. What will the world look like in a tenth of a second? Build a perception of that, because by the time your perception of the near future occurs in your brain, the near future will have arrived and you'll have a perception of the present, which is what you want. In my research, I provided a lot of evidence -- and there's other research areas that have provided evidence -- that the brain is filled with mechanisms that try to compensate for its slowness. And I've shown that huge swaths of illusions are explained by this, this just being one example. But let me finish by saying, how exactly does this explain this particular example? So, the question, really, we have to ask is: how do those two vertical lines in that first stimulus, how do they change in the next moment were I moving towards the center, that all those optical lines are suggesting that I'm moving. What happens to them? Well, let's imagine. Imagine you've got a doorway. You've got a doorway. Imagine it's a cathedral doorway, to make it more concrete -- it'll be helpful in a second. When you're very far away from it, the sides are perfectly parallel. But now imagine what happens when you get closer. It all flows outwards in your visual field, flowing outwards. But when you're really close -- imagine the sides of the doorway are here and here, but if you look up at this cathedral doorway and do your fingers like this, the sides of the doorway are going up, like railroad tracks in the sky. What started off as two parallel lines, in fact, bows outwards at eye level, and doesn't go outwards nearly as much above. So in the next moment, you have a shape that's more like this next picture. The projective geometry -- that is, the way the things project, in fact, change in this way in the next moment. So when you have a stimulus like this, well, your brain has no problem, there's just two vertical lines and no cues that there'll be a change in the next moment, so just render it as it is. But if you add cues -- and this is just one of many kinds of cues that can lead to these kinds of illusions, this very strong optic blur cue -- then you're going to perceive instead exactly how it will appear in the next moment. All of our perceptions are always trying to be about the present, but you have to perceive the future to, in fact, perceive the present. And these illusions are failed perceptions of the future, because they're just static images on the page, they're not changing like in real life. And let me just end by showing one illusion here. If I can, I'll quickly show two. This one's fun. If you just fixate at the middle there, and make stabbing motions with your head, looming towards it like this. Everybody do that. Make short, stabbing motions. Because I've added blur to these optic flow lines, your brain says, "They're probably already moving, that's why they're blurry." When you do it, they should be bursting out in your visual field faster than they should. They shouldn't be moving that much. And a final one I'll just leave in the background is this. Here are the cues of motion, the kinds of cues that you get on your retina when things are moving. You don't have to do anything -- just look at it. Raise your hand if things are moving when they shouldn't be. It's weird, right? But what you have now are the cues that, from your brain's point of view, you have the stimulus on your eyes, like, "Oh, these things are moving." Render a perception of what they'll do in the next moment -- they should be moving and they should have shifted. Alright, thank you very much. (Applause)
Perché vediamo le illusioni? Vi parlerò di alcune mie ricerche nel corso delle quali ho raccolto prove a favore di un'ipotesi diversa da quella che forse va per la maggiore alla macchinetta del caffè. Bene, passiamo a dare un'occhiata a una di queste illusioni. E questo caso è un esempio valido per molti altri tipi di illusioni che questa ipotesi è in grado di spiegare. Ora spiegherò nel dettaglio questa in particolare. Come accade di solito in queste cose, queste due linee sono in realtà parallele, ma vengono percepite come se al loro centro si curvassero verso l'esterno. Il centro in cui si trovano le linee radiali risulta più ampio nel vostro campo visivo rispetto alla parte superiore e a quella inferiore. Il che è notevole perché si tratta di uno stimolo molto semplice. Non è che una manciata di linee diritte. Perché mai uno degli oggetti più complicati dell'universo dovrebbe essere incapace di interpretare correttamente un'immagine così semplice? Per rispondere a domande come questa bisogna chiedersi "Che cosa potrebbe significare questo per il mio cervello?" E ciò a cui il nostro cervello pensa in questo caso non è una manciata di linee su una pagina, il nostro cervello si è evoluto in maniera da riuscire a gestire quei tipi di stimoli naturali che incontra nella vita reale. Quand'è che la mente si imbatte in stimoli come questo? Beh, può sembrare strano, ma di fatto questo è un genere di stimolo che incontriamo più volte nel corso della giornata. Ogni volta che ci muoviamo, soprattutto quando ci muoviamo in avanti. Quiando ci muoviamo in avanti, si crea un flusso ottico, che fluisce verso l'esterno in un campo individuale come quando l'Enterprise entra in modalità "propulsione a curvatura". Tutti questi oggetti fluiscono verso l'esterno lasciando sulla nostra retina delle scie, delle linee di movimento. In questo modo si attivano mini-neuroni uno in fila all'altro. Perciò questa è una versione di ciò che accade nella vita reale e questa è un'altra versione di quel che accade continuamente nella vita reale. Infatti, i disegnatori conoscono bene questo fenomeno. Nelle loro vignette mettono queste linee che per il nostro cervello significano movimento. Naturalmente queste linee di movimento nella vita reale non si vedono, il punto è che è lo stimolo sul fondo dell'occhio ad avere in sé queste linee di movimento e questo comunica al cervello che ci stiamo muovendo. Quando ci muoviamo in avanti, i nostri occhi fissano come macchine fotografiche, macchine fotografiche istantanee, e registrano, registrano, come piccoli scatti fotografici, e ogni volta che fissano, quando ci muoviamo in avanti, si genera questo flusso verso l'esterno. Quindi quando fissiamo qualcosa, ci troviamo ad avere queste strani effetti ottici di movimento e questo ci dice in che direzione ci stiamo muovendo. Ma questa è solo una parte della storia. Questo è il significato di questo stimolo. Significa che il nostro cervello quando guarda la prima immagine pensa che ci stiamo muovendo verso il centro dell'immagine. Questo però non spiega perché percepiamo queste linee rette come se fossero curve verso l'esterno. Per capire il resto di questa storia bisogna capire che il nostro cervello è lento. Noi ci aspetteremmo che quando la luce colpisce i nostri occhi, ping!, immediatamente abbiamo una percezione di com'è il mondo. Ma non funziona così. Occorre circa un decimo di secondo perché si crei la percezione. E un decimo di secondo non sembra un tempo molto lungo, ma lo è di fatto nell'ambito dei comportamenti normali. Se ci muoviamo alla velocità di un metro al secondo, cioè piuttosto lentamente, questo significa che in un decimo di secondo avremo percorso dieci centimetri. Quindi se non correggiamo questo ritardo tutto quello che abbiamo percepito entro una distanza di dieci centimetri da noi, nel momento in cui effettivamente lo percepiamo vi ci saremo già imbattuti, o lo avremo sorpassato. E sicuramente questo sarebbe molto peggio, è senz'altro molto peggio in una situazione come questa. La nostra percezione è rimasta indietro. Quello che vogliamo è che la nostra percezione sia così. Vogliamo che le nostre percezioni in un qualunque tempo "t" corrispondano a come è il mondo nel momento "t". Ma il nostro cervello ha un solo modo per riuscire a fare questo: anziché generare una percezione di come era il mondo nel momento in cui la luce ha colpito la retina, deve fare qualcosa di più complicato. Non può reagire passivamente creando una percezione il più possibile fedele, deve anche riuscire ad anticipare il momento successivo. Che aspetto avrà il mondo tra un decimo di secondo? È di questo che deve costruire una percezione perché nel tempo in cui la nostra percezione dell'immediato futuro si crea nel cervello, l'immediato futuro si realizza e avremo così una percezione del presente, che è appunto quello che vogliamo. Nella mia ricerca ho raccolto prove, e anche altre aree di ricerca hanno portato prove, del fatto che il cervello è pieno di meccanismi del genere che servono a compensare la sua lentezza. E ho mostrato che un gran numero di illusioni si può spiegare in questo modo, questo è solo un esempio. Ma per finire lasciate che vi dica in che modo esattamente questa spiegazione si applica a questo esempio in particolare. La domanda che veramente dobbiamo porci è come cambiano nel momento successivo quelle due linee che sono verticali nel primo stimolo, se mi muovo verso il centro nella direzione suggerita da tutte quelle linee ottiche. Cosa succede a quelle linee verticali? Proviamo a immaginare Immaginiamo di avere un portone. Un portone d'ingresso, e immaginiamo che sia l'ingresso di una cattedrale per rendere l'esempio più concreto, presto capiremo perché. Quando lo osserviamo da lontano i lati sono perfettamente paralleli. Ma ora immaginiamo cosa succede quando ci avviciniamo. Quando siamo molto vicini, abbiamo questo flusso verso l'esterno nel campo visivo, verso l'esterno, ma quando siamo molto vicini, immaginiamo che i lati dell'ingresso siano qui e qui, ma se guardiamo in su questo portone di cattedrale e puntiamo gli indici così, i lati del portone salgono verso l'alto come rotaie dirette verso il cielo. Queste due linee che all'inizio erano parallele all'altezza dell'occhio si inclinano verso l'esterno mentre in alto no. Perciò nell'istante successivo avremo una forma simile a quella raffigurata in questa immagine infatti, la geometria proiettiva, la proiezione degli oggetti nell'istante successivo si modifica in questo modo. Quindi quando abbiamo uno stimolo come questo per il cervello non è un problema, sono solo due linee verticali e non ci sono segnali che indicano che stia per verificarsi un cambiamento, perciò viene resa fedelmente. Ma se aggiungiamo dei segnali, e questo è solo uno tra tanti tipi di segnali che possono condurre a questo genere di illusioni, questo segnale molto forte delle linee di movimento, allora percepiremo invece esattamente come apparirà nel momento successivo. Tutte le nostre percezioni cercano di essere percezioni del presente ma è necessario percepire il futuro per percepire in realtà il presente. E queste illusioni sono percezioni del futuro mancate perché sono solo immagini statiche su una pagina, non cambiano come nella vita reale. E per finire lasciate che vi mostri quest'altra illusione, anzi, se possibile vorrei mostrarvene velocemente due. Questa è bella. Se fissate il centro, qui, facendo dei movimenti veloci con la testa, spingendola in avanti, così. Fatelo tutti. Movimenti brevi, come dei colpi. Siccome ho aggiunto una sfocatura a queste linee di flusso ottico, il vostro cervello pensa, "probabilmente sono già in movimento ed è per questo che appaiono sfocate." Facendo questo movimento dovreste vederle saltare fuori dal campo visivo più velocemente del dovuto. Non dovrebbero muoversi così tanto. E per finire, brevemente, questa. Questi sono segnali di movimento, simili a quelli che si formano sulla retina quando le cose si muovono. Non dovete fare niente, solo guardare. Molti di voi, alzate le mani, vedranno che gli oggetti si muovono, quando in realtà non dovrebbero. Bizzarro, vero? Ma questi che vedete sono quei segnali che dal punto di vista del vostro cervello, il vostro occhio, avete lo stimolo sul vostro occhio che dice "Oh, queste cose si muovono." Bisogna creare una percezione di quel che faranno nel prossimo istante. Nel prossimo istante, dovrebbero muoversi e dovrebbero essersi spostate. Bene, grazie a tutti.