Miért látjuk azt, ami nincs?

Az optikai illúziók vizsgálatai egyre izgalmasabb eredményeket hoznak, és a kutatások azt mutatják, hogy az agyunk könnyen becsapható. A számítógépes modellek és az egereken végzett kísérletek is azt sugallják, hogy az agyunk különböző módon dolgozza fel a hamis képeket.

Amikor egy kép bizonyos részeit eltérő színűnek látjuk, annak ellenére, hogy valójában nincs közöttük különbség, optikai illúziót tapasztalunk. Ez a jelenség a háttér fényerejének vagy színének változása miatt következik be, ami befolyásolja az előtérben lévő tárgyak észlelését. Az agykutatók két lehetséges magyarázatot találtak erre a jelenségre: az egyik szerint az illúziók alacsony szintű idegi tevékenység eredményei, míg a másik szerint magasabb szintű agyi funkciók állnak a háttérben, amelyek a korábban tanultakat használják fel a fény és színek értelmezéséhez.

Egy korábbi számítógépes modell azt mutatta, hogy az optikai illúziók létrehozásához nem szükséges sem magasabb rendű vizuális feldolgozás, sem múltbeli tapasztalatok. A modell szerint az alapszintű neurális feldolgozás elegendő a megtévesztő hatás eléréséhez.

A vizuális információk feldolgozása az elsődleges látókéregben, a V1 mezőben kezdődik, amely a koponya hátsó részén helyezkedik el. A látókéreg különböző sejttípusai különböző funkciókért felelnek, mint például a térorientáció, a mozgás iránya vagy a két szem együttlátása. A színek érzékeléséért felelős pacasejtek is itt találhatók.

Egy új tanulmányban a V1 és a V2 neuronrétegek közötti kapcsolatot vizsgálták az illúziók feldolgozása során, és arra jutottak, hogy a tudat felülről lefelé irányuló folyamat, amely a korábbi tapasztalatokra támaszkodik, nem pedig csak a vizuális ingerekre.

Egér-illúzió

Az egerekkel végzett kísérletek során a neonszínnel operáló illúziókat vizsgálták, amelyek vékony vonalakból álló mintákat tartalmaznak, és a vonalak egy része más színű, mint a többi. Az egerek agyának neuronaktivitását beültetett elektródákkal mérték, miközben a vizuális illúziókat tartalmazó képeket mutattak nekik. A kísérlet során azt is figyelték, hogy a pupillájuk hogyan reagál a világos és sötét árnyalatokra.

Az eredmények azt mutatták, hogy az egerek szemei hasonlóan reagáltak az illuzórikus képeken érzékelt világos vagy sötét árnyalatokra, mint az embereké a fény változásaira. A V1 neuronok az illuzórikus és nem illuzórikus képekre egyaránt reagáltak, de a hamis képekre adott válasz lassabb volt, mivel szükség volt a magasabb vizuális területekről érkező visszajelzésre. Amikor az egerek visszacsatoló neuronjainak aktivitását gátolták, a V1 neuronok kevésbé reagáltak az optikai illúziókra, ami azt jelenti, hogy szükség van a magasabb szintű visszacsatolási hurokra az illúzió észleléséhez.

Az egeres vizsgálatok eredményei tehát eltérnek a számítógépes modellek analízisének eredményeitől, amelyek szerint az optikai illúziók észleléséhez elegendő a pillanatnyi képek látványa és nincs szükség korábbi tapasztalatokra. Azonban valószínűleg nem lehet teljesen elhatárolni a múltbeli és a jelenlegi tapasztalatokat, hiszen a korábbi élmények is hatással vannak a jelen feldolgozására, és az észlelés a kettő keverékéből fakadhat.