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.
Взгляните-ка. Перед вами сетка. Ничего особенного. Просто обычная сетка. Но обратите внимание на эти белые точки, находящиеся на пересечении горизонтальной и вертикальной линий. Посмотрите очень внимательно. Заметили что-нибудь необычное? Ничего необычного. Продолжайте смотреть. Не сводите с них взгляда. А сейчас, не отводя глаз от этих белых точек, скажите, что вы видите боковым зрением. Другие точки по-прежнему белые? Или они странно мерцают серым цветом? А теперь посмотрите на эту форму для выпекания кексов. Подождите, одна из формочек перевёрнута. Она как будто выпячивается. Перевернём форму. Теперь выпячиваются другие формочки! Что-то с этой формой не так. Вот фотография Авраама Линкольна. А вот такая же, только перевёрнутая. Ничего необычного. Минуточку, перевернём её. Что они сделали с бедным Линкольном? Это были примеры оптических иллюзий, изображений, способных нас обмануть. Но как это возможно? Картинки сами по себе обладают магическим эффектом? Конечно, мы могли вставить серые точки в переферийные белые точки на нашей анимационной сетке, но, честное слово, мы не делали этого. Сетка, напечатанная на бумаге, будет обладать таким же эффектом. В действительности это обычная сетка — но не для зрительной системы вашего мозга. Она воспринимает световую информацию следующим образом. Белые пересечения окружены с четырёх сторон бóльшим количеством белого, чем любая белая точка вдоль отрезка. Ваши ганглиозные клетки сетчатки замечают, что вокруг пересечений больше белого цвета, потому что латеральное торможение усиливает контраст. Чем сильнее контраст, тем чётче края предметов, и их легче рассмотреть — ведь именно для выполнения этой задачи эволюционировали наши глаза и мозг. Ганглиозные клетки сетчатки меньше реагируют на свет на пересечениях, потому что для соседних белых точек возникает больше латерального торможения по сравнению с линиями, окружёнными чёрным цветом. И это не дефект ваших глаз. Эта оптическая иллюзия приводит вас в замешательство, даже если вы смотрите на неё в очках или она напечатана на бумаге. Оптические иллюзии показывают, как фоторецепторы и мозг собирают визуальную информацию в нашем трёхмерном мире, где особое внимание уделяется краям предметов. Потому что предметы с краями могут или помочь, или убить. Посмотрите снова на форму для выпечки. Знаете, что приводит вас в замешательство? Зрительная кора вашего мозга предполагает, как освещён этот предмет. Она ожидает, что свет поступает из единственного источника сверху, поэтому тени на формочках должны создаваться светом из этого источника: на наклонных сторонах выпуклости или нижней части выемки. Если мы воссоздадим рисунок на обычном листе бумаги, наш мозг непроизвольно воспринимает её как трёхмерную вогнутую или выпуклую форму. А теперь вернёмся к чудаковатой фотографии Линкольна. В процессе эволюции в нашем мозге развились области, способные распознавать лица. Например, область веретеновидной извилины и области в затылочной и височной долях. И это тоже имеет значение — мы очень социальные животные с бесконечно сложными методами взаимодействия друг с другом. Когда мы видим лица, мы должны осознать, что это именно лица, и быстро выяснить, что же они выражают. Больше всего мы обращаем внимание на глаза и рот. Так мы определяем, что на нас злятся или выражают дружелюбие. На перевёрнутом лице Линкольна глаза и рот были в «прямом» положении, поэтому вы не заметили, что что-то было не так. Но если мы перевернём картинку, то самые важные части лица — глаза и рот — теперь будут вверх дном, и вы понимаете, что здесь что-то не чисто. Вы осознали, что ваш мозг выбрал лёгкий путь и что-то упустил. На самом деле ваш мозг не ленился, он просто был очень занят. Он тратит когнитивную энергию настолько эффективно, насколько это возможно, используя информацию о визуальных данных, чтобы создать адаптированную картину мира. Представьте ваш мозг, производящий эти изменения на лету: «Возможно, эти квадраты — объекты. Повысим-ка чёрно-белый контраст по бокам с помощью латерального торможения. Затемним эти углы! Тёмно-серый переходит в светло-серый? Значит, свет падает на выпуклую поверхность. Следующий! Эти глаза выглядят так же, как и все предыдущие, ничего странного». Видите? Наши оптические иллюзии показали, что ваш мозг работает, как деятельный режиссёр 3D-мультфильма в студии внутри вашего черепа, распределяя когнитивную энергию и создавая мир на лету с помощью проверенных и чаще всего — хотя и не всегда — надёжных трюков.