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.
Spójrz! Tu mamy kratkę, nic szczególnego, zwykła kratka, bardzo kraciasta. Ale przyjrzyj się bliżej temu białemu punktowi na środku, tam, gdzie krzyżują się dwie centralne linie. Patrz uważnie. Widzisz już coś ciekawego? Jeszcze nic? Patrz dalej. Skoncentruj się i gap się w to miejsce. A teraz, skupiając się na tym puncie, zwróć uwagę, co dzieje się z obszarem wokół niego. Czy inne miejsca krzyżowania linii są nadal białe? Czy zaczynają migotać? A teraz spójrz na tą brytfannę do pieczenia mufinek. Oj, jedna foremka jest do góry nogami. Odwróćmy brytfannę. Teraz pozostałe są do góry nogami? Tak czy inaczej, ta brytfanna jest wadliwa. Oto zdjęcie Abrahama Lincolna, a tu drugie, do góry nogami. Nic dziwnego w tym nie ma. A teraz wyprostujmy zdjęcie. Co oni mu zrobili? To są tylko trzy iluzje optyczne, obrazki, które nas robią w konia. Jak to działa? Czy obrazki są zaczarowane? Oczywiście moglibyśmy, na potrzeby filmu, dorobić szare, migoczące punkty w miejscu białych, na obrzeżach siatki, ale nie zrobiliśmy tego. Ten sam efekt zobaczysz na zwykłym papierze w kratkę. To zwykła kratka, ale nie dla ośrodka wzrokowego. Pokażemy, jak mózg odczytuje informacje o świetle, które ty nazywasz kratką. Punkty przecięć są otoczone relatywnie większą ilością bieli z każdej strony, niż inne białe punkty między nimi. Komórki zwojowe siatkówki widzą, że w punktach przecięć jest więcej bieli, bo pracują tak, aby zwiększyć kontrast za pomocą hamowania obocznego. Lepszy kontrast oznacza, że granica punktu będzie lepiej widoczna. Obrazy są wytworem mózgu. Komórki zwojowe siatkówki są mniej aktywne w punktach przecięć, bo hamowanie oboczne działa z większą siłą na punkty tuż obok, niż na punkty na odcinkach linii otoczonych większą ilością czerni. To nie jest żaden defekt oczu; Nabierzesz się na te iluzje nawet, gdy nosisz okulary, albo gdy spojrzysz na kartkę lub ekran komputera. Uczy nas to, że receptory światła i mózg budują obraz na podstawie przestrzennego otoczenia, gdzie mózg poświęca więcej uwagi granicom przedmiotów, bo przedmioty z ostrzem mogą ci pomóc albo cię zabić. Wróćmy do brytfanny. Na czym polega zmyłka? Praca kory wzrokowej bazuje na domysłach co do oświetlenia. Oczekuje jednego źródło światła, które świeci z góry na dół. Wnioskuje, że takie ułożenie cieni jest efektem światła z góry, padającego na zbocza wypukłości albo na dno wgłębienia. Jeśli uważnie skopiujemy te założenia rysując takie samo ułożenie cieni nawet na zwykłej kartce papieru, mózg automatycznie zbuduje trójwymiarowy, wklęsły lub wypukły, kształt. A teraz o tym strasznym obrazku Lincolna do góry nogami. Twarze pobudzają mózg do pracy w takich ośrodkach mózgu, które rozwinęły się specjalnie do rozpoznawania twarzy. Zakręt wrzecionowaty rozpoznaje twarze, a potylica i płaty skroniowe - pozostałe rzeczy. To ma sens, także z racji tego, że jesteśmy zwierzętami stadnymi z bardzo złożonymi zasadami wzajemnych interakcji. Musimy wiedzieć, kiedy widzimy twarz, i szybko rozszyfrować, co wyraża. Najbardziej skupiamy się na oczach i ustach. Tak rozpoznajemy, czy ktoś jest zły, czy chce się zaprzyjaźnić. Na odwróconym zdjęciu Lincolna oczy i usta były we właściwą stronę, i dlatego nie budziło podejrzeń. Ale po odwróceniu najważniejsze części twarzy, oczy i usta, były do góry nogami, i było jasne, że coś tu śmierdzi. Widać, że mózg użył skrótu i coś mu umknęło. Ale mózg nie jest leniwy, przeciwnie, jest bardzo zajęty. Całą energię poznawczą wykorzystuje najefektywniej, jak się da. Tworzy obraz świata, stosując założenia o informacji wizualnej. Wyobraź sobie, że mózg wykonuje taką pracę na bieżąco: "OK, te kwadraty mogą być obiektami. Zwiększmy kontrast na brzegach za pomocą hamowania obocznego. Przyciemnijmy te rogi! Czy ciemnoszary robi się jasnoszary? Wniosek: światło górne padające na wypukłość. Następny! Te oczy wyglądają jak większość oczu, które widziałem dotychczas. Wszystko OK". Widzisz? Za pomocą sztuczek pokazaliśmy pracę mózgu, jako animatora 3D w studio, jakim jest twoja czaszka, przeznaczającego energię poznawczą na budowanie obrazu na bieżąco,