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.
Xem này: Đây là một tấm lưới, không có gì đặc biệt, chỉ là một tấm lưới bình thường. Nhưng nhìn kĩ hơn, vào chấm trắng ở ngay giữa nơi giao của hai đường trục tung và trục hoành. Nhìn thật kĩ. Bạn có nhận ra điều gì thú vị ở nó? Chẳng có gì. Nhưng hãy tiếp tục nhìn. Nhìn chằm chằm một cách kì quái. Bây giờ, đừng rời mắt khỏi chấm trắng, xem thử chuyện gì đã xảy ra với tầm nhìn ngoại vi của bạn. Các điểm khác, chúng vẫn màu trắng chứ? Hay chúng tỏa ra ánh sáng xám kì lạ? Giờ nhìn vào chiếc khuôn nướng bánh xốp. Ồ, tiếc là một khuôn bị lật ngược. Nó lồi lên thay vì lõm xuống. Chờ chút, xoay cái khuôn lại. Hình như năm khuôn tròn kia mới lồi lên? Dù thế nào đi nữa thì cái khuôn này bị lỗi rồi. Đây là bức ảnh của Abraham Lincoln, và đây là tấm bị xoay ngược lại. Không có gì kì lạ cả. Chờ đã, quay bức ảnh bị lật ngược lại. Chuyện gì đã xảy ra với ông ấy? Đây chỉ là ba ảo giác thị lực, những bức ảnh đánh lừa con mắt ta. Sự thật nằm sau chúng là gì? Những bức ảnh này liệu có phép thuật chăng? Mặc dù chúng ta có lẽ nhìn thấy những chớp xám xung quanh chấm trắng trên tấm lưới hoạt hình, thật ra chúng ta không hề thấy. Bạn sẽ gặp những hiệu ứng tương tự trên tấm lưới in trên một tờ giấy cũ. Thật ra, nó chỉ là một tấm lưới mà thôi. Nhưng với phần trực quan của não thì khác. Sau đây chúng tôi sẽ giải thích hiệu ứng ánh sáng bạn gặp ở tấm lưới. Các giao điểm trắng được bao quanh tứ phía bởi nhiều màu trắng hơn bất cứ điểm màu trắng nào trên một đường thẳng. Các tế bào trên hạch ở võng mạc nhận ra nhiều màu trắng hơn tại giao điểm bởi vì chúng có tác dụng làm tăng sự đối lập với ức chế biên. Càng đối lập, ta càng dễ nhìn thấy phần cạnh của một vật. Và đó chính là những gì mắt và não ta đã nhìn thấy. Tế bào hạch võng mạc không phản ứng nhiều ở các điểm giao nhau bởi vì ức chế biên ở các chấm xung quanh nhiều hơn so với các đường, được bao quanh bởi màu đen. Đây không phải là lỗi của mắt bạn; bạn có thể thấy rằng các ảo ảnh thị giác vẫn đánh lừa khi bạn mang kính hay bằng tờ giấy hoặc bằng màn hình trước mặt bạn. Điều mà ảo ảnh thị giác cho thấy là cách cơ quan nhận kích thích ánh sáng và não bạn thu thập thông tin trực quan trong thế giới ba chiều quanh bạn, nơi mà phần rìa sẽ được chú ý hơn vì những thứ có phần rìa có thể giúp hoặc giết bạn. Nhìn vào khuôn bánh xốp lần nữa. Bạn biết điều gì khiến bạn nhầm lẫn không? Phần vỏ não phụ trách thị giác đánh giá phần ánh sáng của bức ảnh. Nó cho rằng ánh sáng đến từ một nguồn, chiếu từ trên xuống. Vì thế phần bóng chỉ có thể được tạo từ ánh sáng chiếu từ trên xuống phần nghiên của mái vòm hay phần đáy của lỗ. Nếu chúng ta tái tạo lại không gian này bằng cách vẽ các hình bóng đó, thậm chí trên tờ giấy phẳng, não ta vẫn tự phản xạ hình thành nên các hình lồi lõm ba chiều. Tới bức hình Lincoln đáng sợ bị lộn ngược kia. Các khuôn mặt kích thích hoạt động của các vùng trong bộ não được tiến hóa đặc biệt giúp ta nhận diện khuôn mặt. Như vùng nhận diện khuôn mặt trong thùy chẩm và thùy thái dương. Cũng có lý, vì ta là loài có tính cộng đồng với các cách tương tác vô cùng phức tạp với nhau. Khi nhìn các khuôn mặt, ta phải nhận ra chúng là các khuôn mặt và đoán được rất nhanh chóng chúng đang biểu lộ cảm xúc gì. Thứ mà ta tập trung nhiều nhất là đôi mắt và cái miệng. Đó là cách nhận biết nếu ai đó đang tức giận hay muốn làm bạn với ta. Khuôn mặt lộn ngược của Lincoln thực ra đôi mắt và cái miệng nằm ở đúng chiều, nên bạn không thấy có gì đó sai cả. Nhưng khi xoay ngược lại, phần quan trọng nhất của gương mặt, đôi mắt và miệng, giờ bị lộn ngược, khiến bức hình nhìn khá kì quặc. Bạn nhận ra bộ não bị lầm tưởng và đã bỏ qua điều gì đó. Không phải do bộ não lười biếng đâu, nó chỉ quá bận rộn thôi. Nên nó dành nhiều nhất năng lượng nhận thức có thể, đưa các giả định về thông tin hình ảnh tạo ra một thế giới bị cắt may chỉnh sửa. Tưởng tượng não bạn đưa ra các chỉnh sửa trong khi hoạt động: "Những hình vuông có thể là các vật thể. Hãy làm tăng độ tương phản trắng-đen ở các cạnh với ức chế biên. Làm tối các góc đi! Xám đậm mờ đi thành xám nhạt? Giả sử ánh sáng mặt trời đanh chiếu lên một góc nghiêng. Tiếp! Đôi mắt này nhìn thấy bình thường mà, đâu có gì lạ đâu." Đó? Những ảo giác này cho thấy chức năng của bộ não như một đạo diễn vất vả hoạt họa ba chiều trong một phòng thu trong não bạn, điều phối năng lượng nhận thức và xây dựng một thế giới khi hoạt động bằng giả định và hầu như -- không phải luôn luôn -- với ảo giác của riêng nó.