Check this out: Here's a grid, nothing special, just a basic grid, very grid-y. But look closer, into this white spot at the center where the two central vertical and horizontal lines intersect. Look very closely. Notice anything funny about this spot? Yeah, nothing. But keep looking. Get weird and stare at it. Now, keeping your gaze fixed on this white spot, check what's happening in your peripheral vision. The other spots, are they still white? Or do they show weird flashes of grey? Now look at this pan for baking muffins. Oh, sorry, one of the cups is inverted. It pops up instead of dipping down. Wait, no spin the pan. The other five are domed now? Whichever it is, this pan's defective. Here's a photo of Abraham Lincoln, and here's one upside down. Nothing weird going on here. Wait, turn that upside down one right side up. What have they done to Abe? Those are just three optical illusions, images that seem to trick us. How do they work? Are magical things happening in the images themselves? While we could certainly be sneaking flashes of grey into the peripheral white spots of our animated grid, first off, we promise we aren't. You'll see the same effect with a grid printed on a plain old piece of paper. In reality, this grid really is just a grid. But not to your brain's visual system. Here's how it interprets the light information you call this grid. The white intersections are surrounded by relatively more white on all four sides than any white point along a line segment. Your retinal ganglion cells notice that there is more white around the intersections because they are organized to increase contrast with lateral inhibition. Better contrast means it's easier to see the edge of something. And things are what your eyes and brain have evolved to see. Your retinal ganglion cells don't respond as much at the crossings because there is more lateral inhibition for more white spots nearby compared to the lines, which are surrounded by black. This isn't just a defect in your eyes; if you can see, then optical illusions can trick you with your glasses on or with this paper or computer screen right up in your face. What optical illusions show us is the way your photo receptors and brain assemble visual information into the three-dimensional world you see around you, where edges should get extra attention because things with edges can help you or kill you. Look at that muffin pan again. You know what causes confusion here? Your brain's visual cortex operates on assumptions about the lighting of this image. It expects light to come from a single source, shining down from above. And so these shading patterns could only have been caused by light shining down on the sloping sides of a dome, or the bottom of a hole. If we carefully recreate these clues by drawing shading patterns, even on a flat piece of paper, our brain reflexively creates the 3D concave or convex shape. Now for that creepy Lincoln upside down face. Faces trigger activity in areas of the brain that have specifically evolved to help us recognize faces. Like the fusiform face area and others in the occipital and temporal lobes. It makes sense, too, we're very social animals with highly complex ways of interacting with each other. When we see faces, we have to recognize they are faces and figure out what they're expressing very quickly. And what we focus on most are the eyes and mouth. That's how we figure out if someone is mad at us or wants to be our friend. In the upside down Lincoln face, the eyes and mouth were actually right side up, so you didn't notice anything was off. But when we flipped the whole image over, the most important parts of the face, the eyes and mouth, were now upside down, and you realized something fishy was up. You realized your brain had taken a short cut and missed something. But your brain wasn't really being lazy, it's just very busy. So it spends cognitive energy as efficiently as possible, using assumptions about visual information to create a tailored, edited vision of the world. Imagine your brain calling out these edits on the fly: "Okay, those squares could be objects. Let's enhance that black-white contrast on the sides with lateral inhibition. Darken those corners! Dark grey fading into light grey? Assume overhead sunlight falling on a sloping curve. Next! Those eyes look like most eyes I've seen before, nothing weird going on here." See? Our visual tricks have revealed your brain's job as a busy director of 3D animation in a studio inside your skull, allocating cognitive energy and constructing a world on the fly with tried and mostly -- but not always -- true tricks of its own.
Date un'occhiata a questo: questa è una griglia, niente di speciale, davvero una griglia come tante altre, ma guardate più da vicino il punto bianco al centro là dove la linea verticale centrale e quella orizzontale si intersecano. Guardate bene da vicino. Non notate nulla di strano? Già, nulla. Ma continuate a guardare. Ma siate bizzarri e fissate il punto. Ora, mantenendo lo sguardo fisso su questo punto bianco, osservate cosa sta accadendo alla vostra visione periferica. Gli altri punti sono ancora bianchi? O sembrano strani flash di colore grigio? Ora guardate questo stampo per cuocere i muffin. Scusate, uno degli stampini è capovolto. Viene in fuori invece che scendere. Aspettate, no, ruotate lo stampo. Gli altri cinque ora sembrano convessi? Comunque lo giriate, lo stampo è difettato. Questa è una foto di Abramo Lincoln, e questa è sottosopra. Niente di strano fino a qui. Ma, capovolgete la foto di destra. Che hanno fatto ad Abramo? Queste sono tre illusioni ottiche, immagini che sembrano ingannarci. Come accade? C'è magia dietro a queste immagini? Anche se avremmo potuto inserire dei flash grigi nei punti bianchi periferici della nostra griglia animata, vi assicuriamo che non l'abbiamo fatto. Vedrete lo stesso effetto su una griglia stampata su un semplice pezzo di carta. Di fatto, questa griglia è solo una griglia. Ma non per il vostro sistema visivo cerebrale. Ecco come interpreta l'informazione della luce di questa griglia. Le intersezioni bianche sono circondate, sui quattro lati, da più bianco di qualsiasi altro punto lungo l'intero segmento. I gangli della vostra retina notano più bianco attorno alle intersezioni perché sono organizzati in modo da aumentare il contrasto con l'inibizione laterale. Un migliore contrasto significa poter vedere meglio il bordo di qualcosa. E i vostri occhi e il vostro cervello si sono evoluti per vedere gli oggetti. Le cellule della retina non rispondono molto alle intersezioni perché c'è maggiore inibizione laterale a causa dei tanti punti bianchi vicini rispetto alle linee, che sono circondate da colore nero. Non è un difetto della vostra vista; le illusioni ottiche riescono a ingannare la vista anche se portate gli occhiali, o se tenete questo foglio o lo schermo del computer sulla faccia. Quello che le illusioni ottiche dimostrano è come i nostri recettori e il nostro cervello assemblano l'infomazione visiva nel mondo tridimensionale che vediamo attorno a noi, dove i bordi richiederebbero maggiore attenzione perché oggetti con bordi possono aiutarci o ferirci. Guardiamo di nuovo lo stampo per muffin. Sapete cosa crea confusione qui? La corteccia cerebrale visiva lavora in base a dei pressuposti riguardo la luce di questa immagine. Si aspetta che la luce provenga da una sola fonte che illumina dall'alto verso il basso. E così queste ombre dovrebbero essere causate da una luce discendente sulle curve di una convessità o sul fondo di una concavità. Se ricreiamo attentamente questi indizi disegnando le ombre, anche su un foglio di carta piano il nostro cervello crea di riflesso una forma tridimensionale concava o convessa. Per quanto riguarda la foto inquietante di Lincoln a testa in giù. I volti scatenano l'attività di determinate aree del cervello che si sono evolute per aiutarci a riconoscere i volti. Come l'area del giro fusiforme e altre zone dei lobi occipitale e temporale. Tutto ciò ha senso, siamo animali altamente sociali, con modi molto complessi di interagire gli uni gli altri. Quando vediamo dei volti, dobbiamo riconoscerli come facce e comprendere che cosa stanno esprimendo molto in fretta. E ciò su cui concentriamo l'attenzione sono soprattutto gli occhi e la bocca. Così riusciamo a capire se qualcuno è pazzo di noi o vuole esserci amico. Nella foto a testa in giù di Lincoln, gli occhi e la bocca sono stati mantenuti nella posizione originale, per questo non avete notato nulla di strano. Ma quando giriamo l'intera immagine, le parti più importanti della faccia, gli occhi e la bocca, ora sono sottosopra, e capiamo che c'è qualcosa che non va. Capiamo che il nostro cervello ha preso una scorciatoia e ha dimenticato qualcosa. Ma il nostro cervello non è stato per niente pigro, è solo molto impegnato. Quindi spende energia cognitiva nel modo più efficiente possibile, e usa dei presupposti sull'informazione visiva per creare una visione del mondo tagliata su misura. Immaginate il vostro cervello mentre opera queste revisioni al volo: "Bene, quei quadrati potrebbero essere oggetti. Aumentiamo quel contrasto in bianco e nero sui lati con l'inibizione laterale. Rendiamo più scuri quegli angoli! Grigio scuro che sfuma in grigio chiaro? Supponiamo che una luce sopra la testa scenda su una curva spiovente. Prossimo! Quegli occhi sembrano come la maggior parte degli occhi che ho già visto, niente di strano qui." I nostri trucchetti visivi hanno messo in luce come lavora il cervello, un regista di animazione in 3D in uno studio all'interno del vostro cranio impegnato a distribuire l'energia cognitiva e a costruire un mondo su due piedi con trucchetti sperimentati e spesso -- ma non sempre -- veri