Iluziile optice (vizuale)

Dacă privești apa unei cascade câteva secunde, apoi îți îndrepți privirea pe un obiect static, obiectul va părea că se mișcă în direcția opusă. Anumite modele sau combinații de forme geometrice ne păcălesc și ne fac să apreciem greșit aspecte obiective precum forma unui cerc sau lungimea unei linii. Aceasta sunt doar câteva dintre numeroasele iluzii optice (vizuale) prin care ochii noștri ne joacă feste.

Am putea lesne să credem că aceste senzații iluzorii sunt un semn al slăbiciunii, al inadaptării sistemului vizual la ceea ce vede.

În realitate însă este vorba despre un proces mult mai complex decât ne-am putea imagina, în care atât ochii, cât și creierul sunt implicați. Problema pornește de la încrederea pe care o avem în capacitatea noastră de a percepe imaginile exact așa cum sunt în realitate, la fel cum o face o cameră video care înregistrează fidel.

Ce sunt iluziile optice?

Specialiștii care studiază iluziile vizuale întâmpină dificultăți în definirea acestor fenomene. Un prim impediment este trasarea liniei de demarcație între realitate și iluzie. Într-o oarecare măsură percepția vizuală umană ar putea fi considerată și ea o iluzie dacă ne gândim la limitele sistemului nostru vizual și la cantitatea redusă de stimuli care ajung să fie procesați pentru formarea percepției. (1)

O altă dificultate este lipsa unanimității în explicarea modului în care se formează percepțiile vizuale. În literatura de specialitate sunt cunoscute două teorii total opuse ale formării percepției vizuale:

• teoria bottom-up (propusă de James Gibson în anul 1966) susține că percepția ar fi un proces direct care începe cu procesarea stimulilor vizuali înainte ca ei să ajungă la creier; pe măsură ce informația senzorială parcurge sistemul vizual și se îndreaptă către creier, procesarea devine din ce în ce mai complexă, astfel încât la nivelul creierului se formează o percepție exactă a realității
• teoria top-down (înaintată de Richard Gregory în 1970) se bazează pe rolul fundamental al experienței noastre anterioare care intervine atunci când creierul interpretează stimulii vizuali; pentru că cea mai mare parte a stimulilor (90%) se pierd până ajung la creier, acesta trebuie să se „descurce” și să construiască activ percepția, combinând stimulii vizuali cu informațiile stocate din experiențele anterioare. (2)

Concluzia comună a oamenilor de știință este că iluziile optice sunt erori ale percepției vizuale. Ele constau în acele discrepanțe între realitatea stimulilor cu care intrăm în contact și ceea ce vedem. Cu alte cuvinte, ochii și creierul percep o imagine deformată a realității, care nu respectă trăsăturile fizice ale stimulului, tridimensionalitatea sau alte legi ale fizicii. De cele mai multe ori constatarea acestor diferențe ne surprinde, cu atât mai mult cu cât, chiar dacă știm că avem în față o iluzie optică, în continuare suntem păcăliți. (3)

Iluziile optice au fost observate din cele mai vechi timpuri. Chiar dacă misterul lor nu a fost deslușit în totalitate nici până acum, acesta nu i-a împiedicat pe oameni să se folosească de „puterea” lor. Dacă ne uităm la operele de artă (picturi, sculpturi), la arhitectură, numerele de magie, vom vedea iluziile optice prezente peste tot.

Tipuri de iluzii optice

Există o multitudine de iluzii optice, de la cele clasice, extrem de cunoscute, până la cele mai noi, ale căror pattern-uri complexe sunt realizate pe computer de specialiști care îmbină mai multe efecte într-o singură iluzie. (4)

În funcție de modul de formare și de locul unde au loc, iluziile optice se împart în două categorii:

• iluziile fiziologice – sunt iluziile optice propriu-zise, care se formează la nivelul retinei și apar sub acțiunea unor stimuli vizuali fizici; de exemplu, dacă privim imaginea unui obiect de culoare verde, timp de aproximativ 20 de secunde, apoi ne orientăm privirea spre un fundal alb vom vedea în continuare acel obiect (chiar în absența lui), dar în culoarea sa complementară (roșu); în acest caz este vorba despre o imagine reziduală care persistă pe retină; explicația acestui fenomen se rezumă la modul în care lucrează celule fotoreceptoare: celulele cu conuri sensibile la culoarea verde se desensibilizează treptat pe măsură ce privim obiectul, apoi celelalte celule (sensibile la roșu) devin dominante 
• iluziile cognitive, cele în care cunoștințele noastre sunt cumva contrazise de ceea ce vedem. Un exemplu tipic în acest sens este iluzia optică ce se creează când privim o mască din spate – deși este goală, creierul nostru o percepe ca fiind convexă pentru că el nu este obișnuit cu fețele goale. Uimitor este faptul că și atunci când oamenii înțeleg acest mecanism, creierul continuă să vadă fața convexă (plină), deși ea este goală.

După aspectul iluziilor, acestea se clasifică în:

• iluziile ambigue – sunt acele iluzii vizuale în care poți identifica două imagini reprezentate (un exemplu clasic este imaginea în care se poate vedea atât chipul unei femei bătrâne, cât și al unei tinere); ambele imagini sunt valide, însă este imposibil să le percepi pe ambele simultan.
• distorsiunile – în aceste imagini sunt distorsionate aspecte fizice precum forma, mărimea, liniile astfel încât percepem un obiect ca fiind mai mare decât altul, când de fapt ele sunt egale, linii curbe când în realitate ele sunt drepte etc. Un exemplu foarte cunoscut este cel al liniilor încadrate de săgeți – deși sunt egale, cele două drepte sunt percepute ca având lungimi diferite în funcție de orientarea vârfurilor săgeților (pare mai lungă cea cu vârfurile orientate spre exterior).
• iluziile paradoxale – sunt acele imagini care prezintă lucruri imposibile, care încalcă legile fizice, care creează un efect ce se repetă la nesfârșit sau îți dau senzația că imaginea nu e completă, dar în același timp par convingătoare, de unde și paradoxul. (5), (6)

De ce apar iluziile optice?

Iluziile optice au fascinat dintotdeauna. De-a lungul timpului oamenii le-au căutat tot felul de explicații. Începând cu secolul al XIX-lea interesul cercetătorilor pentru aceste fenomene a crescut tot mai mult. De ce? Pentru că pe de o parte iluziile optice reprezentau un soi de slăbiciune a creierului care trebuia investigat. Pe de altă parte, dezvoltarea psihologiei a permis utilizarea iluziilor optice ca instrument de studiu pentru percepția vizuală. Treptat au fost elaborate teorii din ce în ce mai cuprinzătoare și mai plauzibile ale percepției vizuale, chiar dacă în privința unora există încă polemici și dezbateri. (4)

La crearea acestor iluzii contribuie mai mulți factori, pe de o parte aspectele fizice ale stimulului vizual (cantitatea de lumină, culorile, dacă obiectul este sau nu în mișcare etc.), iar pe de altă parte subiectivitatea (așteptările, experiența anterioară) celui care privește o imagine. De exemplu, în cazul imaginilor cu dublu sens, nu toată lumea descoperă ambele figuri reprezentate. Contextul este un alt factor favorizant pentru apariția iluziilor optice – o persoană cu o înălțime medie ni se va părea mai înaltă atunci când se află în mijlocul unor oameni mici e statură și mai scundă atunci când e în preajma unor oameni foarte înalți. (7)

Iată câteva dintre teoriile care au fost propuse pentru a explica iluziile vizuale:

Creierul nostru încearcă să prevadă viitorul, astfel că ceea ce „vedem” nu este o imagine corectă a realității

Această explicație, propusă de cercetătorul Mark Changizi (Institutul politehnic din New York) are la bază o descoperire recentă din neurologie: la nivel cerebral există o întârziere de o zecime de secundă între expunerea la o imagine și formarea percepției. Creierul nostru s-a adaptat și a găsit un mecanism de a compensa acest neajuns prin a previziona ce urmează să se întâmple. Această explicație pare plauzibilă pentru iluziile de mișcare și iluziile care presupun forme geometrice. (8)

Iluziile vizuale apar din cauza unor erori de estimare ale sistemului vizual

Conform acestei teorii, în procesarea stimulilor vizuali și formarea imaginilor care conțin forme geometrice apar bias-uri (erori de estimare). În prima fază a procesării, imaginile sunt „descompuse” în părți mai simple (linii, intersecții de linii) și sunt analizate acele trăsături care țin de măsurătorile fizice (lungimile, pozițiile, forma, orientarea, distanțele). Pentru că acestea sunt estimate, imaginea formată nu are cum să fie identică cu realitatea. Cei care susțin această teorie spun că erorile de procesare apar în cazul tuturor imaginilor, doar că efectul lor este vizibil în cazul iluziilor optice. (4)

Iluziile optice spațiale sunt o consecință a constanței trăsăturilor stimulilor – teoria constanței

Această teorie, propusă la începutul anilor 1970, pornește de la un fapt bine cunoscut: caracteristicile obiectelor pe care le privim se pot modifica în funcție de distanța la care ne aflăm, de cantitatea de lumină, de mișcarea noastră sau a obiectului etc. În același timp, percepția vizuală a acestor caracteristici nu se modifică, ci își păstrează constanța. Iluziile apar atunci când stimulii vizuali determină păstrarea constanței proprietății obiectelor pe măsură ce reprezentarea acelei proprietăți variază. (9)

Iluziile vizuale apar din cauza ambiguității ce se creează la nivelul sistemului vizual ca urmare a tridimensionalității realității

Deși lumea exterioară este tridimensională, imaginile proiectate pe retină sunt bidimensionale. Pentru a crea imaginile 3D sistemul vizual suprapune imaginile bidimensionale formate pe retina celor doi ochi și le integrează astfel încât să formeze o imagine tridimensională. În acest proces creierul apelează și la experiența noastră anterioară (genetică sau dobândită), ceea ce poate favoriza apariția erorilor. (7)

Utilitatea iluziilor optice

Chiar dacă mecanismele lor nu au fost încă pe deplin înțelese, iluziile vizuale fac parte din viața noastră. Se vorbește tot mai mult despre valoarea estetică a iluziilor vizuale în arta contemporană în care se pune un accent ridicat pe non-convențional, interpretabilitate, diversitate. Un puternic impact îl au astăzi și în decorațiunile interioare, iar numerose numere de magie se fondează pe iluziile optice.  (10)

Cel mai important este că iluziile vizuale rămân un instrument de studiu pentru psihologi și alți oameni de știință interesați de funcționarea creierului. Descoperirile în acest domeniu i-ar putea ajuta să înțeleagă mai bine percepția vizuală, dar mai ales ar putea oferi noi indicii despre complexitatea creierului uman.