Virální pruhované šaty a další optické klamy. Napálit mozek je tak snadné

Náš mozek je výjimečný počítač, svou existenci však tráví uzavřený v temném pouzdře. Vnějšímu světu rozumí jen na základě toho, co zachytí smyslové orgány – a tento přenos informací není zdaleka dokonalý. 

Někdy jde o závadu na oku či v uchu, ale mnohdy nás klame samotný mozek. Vjemy si totiž potřebuje občas upravit, aby mu dávaly větší smysl.

Magické oko a 3D brýle

Pamatujete si na abstraktní obrázky, ze kterých po chvíli soustředění začne na pohled vystupovat trojrozměrný objekt? Iluze vyvinutá společností Magic Eye byla v 90. letech velmi populární, vycházela v časopisech i v obrázkových knížkách. Později vznikly i webové generátory, kde si člověk může nakreslit vlastní.

Těmto obrázkům se říká stereogramy. Mozek skládá zrakový vjem dohromady z toho, co vidí každé oko zvlášť. Iluzi trojrozměrnosti můžeme spatřit právě díky tomu. Průkopníkem ve zkoumání binokulárního vidění (tj. dvěma očima) byl Charles Wheatstone. Svůj článek, vydaný roku 1838, opatřil názornými ilustracemi, jak ten samý objekt vidí jednotlivé oči. Hloubka obrazu závisí na syntéze horizontálních poloh obrazu objektu v jednom a druhém oku. Wheatstone také vynalezl stereoskop a nakreslil obrázky, které tímto přístrojem bylo možno vidět jako trojrozměrné.

Přečtěte si také:

Kdy jít hned na oční: riziko ztráty zraku je již v řádu týdnů

Další převratný objev přinesl maďarský neurolog Béla Julesz v 50. letech. Šlo o stereogram z náhodných bodů. Opakující se motivy, které vidíme ve stereogramech, se překrývají. Mozek pak dva stejné body může vyhodnotit jako ten samý. Je-li přítomné nějaké drobné zkreslení a zakřivení, právě to pak přidá do vjemu iluzi hloubky. Na stejném jevu jsou založené i 3D filmy – brýle jsou vlastně forma stereoskopu. Způsobují to, že každé oko vidí něco jiného a styčné body mezi vjemy se zkomponují tak, aby si mozek myslel, že má obraz různé vrstvy.

Stereogramy jsou tedy 2D obrázky viditelné pomocí speciálního zařízení a autostereogramy, jako třeba Magické oko, jsou takové, u kterých nám stačí vlastní zrak. Trojrozměrný obrázek skrytý v autostereogramu však nevidíme hned. Jak obrázek spatřit? Musíte udělat očima to, co děláte pořád a ani to nevnímáte. Když si před obličej dáte ruku, můžete zaostřit buď na ni, nebo na scenérii za rukou. U autostereogramu jde vlastně o to samé – přepnout zaostření očí do opačného nastavení, než ve kterém přirozeně jsou.

Dokážete na stereogram zaostřit natolik, abyste rozluštili nápis Vitalia.cz?

Autor: Vitalia.cz s využitím Easy Stereogram Builder

Kterým směrem se točí?

Častým předmětem optických iluzí je také pohyb. V roce 1953 popsali američtí vědci Hans Wallach a D. N. O’Connell takzvaný efekt kinetické hloubky.
Tento jev známe dodnes, hlavně prostřednictvím slavného obrázku siluety otáčející se ženy. Obrázek někteří lidé vidí jako rotující po směru hodinových ručiček, jiní proti směru, a u většiny se vnímání směru rotace střídá. Wallach a O’Connell to samé pozorovali u drátěných konstrukcí, na jejichž stín se účastníci experimentů dívali.

Stín je celý černý a nemá žádnou hloubku, ale pokud se pozvolna převrací, mozek ho vnímá jako rotující těleso. Pozorovaný směr rotace se různí právě díky tomu, že není skutečný. Jsme zvyklí dívat se na pohyblivé objekty, nikoliv pohyblivé ploché obrazy. U točící se tanečnice není jasné, která strana těla je ta přední. Mozek si domýšlí, zda je to ta levá, nebo pravá. Když se na to zaměříme, je možné si toto přiřazení přepočítat a změnit to, který směr rotace vnímáme.

Otáčející se tanečnice. Doprava nebo doleva? 

I u některých předmětů, které se doopravdy otáčejí, nás může zdání klamat. U kol a vrtulí nastává takzvaný wagon wheel effect – efekt kola u vozu. Paprsky či disk kola vypadají, jako by stály na místě, nebo se dokonce točily v protisměru oproti pneumatice. Jev se zkoumal hlavně od 70. let minulého století. Lidé si jej pořádně začali všímat ve filmech, protože za něj většinou může právě zachycení rotace na kameru.

Záleží na rychlosti jízdy i přesnosti filmování. Rotace může být tak rychlá, že kamera stihne zachytit jenom pár jejích fází. Náš mozek vidí třeba jen dva či tři snímky z každé otáčky. Když si chce domyslet, co je mezi tím, představí si nejbližší možné řešení. To však nemusí být nutně v tom správném směru. A protože vnější část kola vidíme více rozmazaně než jeho paprsky, které mají zřetelnější tvar, vypadá to, že se části kola točí opačně vůči sobě.

Záhadné tečky a mžitky

Dalším slavným optickým klamem je Hermannova mřížka. Nazývá se po německém fyziologovi Ludimaru Hermannovi, který tuto iluzi jako první vědecky popsal. Když se díváme na širokou bílou mřížku na černém pozadí, na jejích průsečících poblikávají tmavé puntíky. Jakmile se na některý podíváme přímo, zmizí. Vzniká jen v bodech obrázku, které vnímáme periferním viděním. Čím to je?

Každá gangliová buňka na sítnici přijímá prvotní signály z několika tzv. předních neuronů. Musí se pak rozhodovat, jak vizuální vjemy poslat dále do mozku. Využívá k tomu mechanismus zvaný center/surround – „střed/okolí“. Pokud dopadá hodně světla do středu oblasti, kterou má buňka na starost, buňka je excitována – stane se elektrochemicky aktivnější. Je-li více světla na okrajích, aktivita buňky naopak klesá. Tomu se říká laterální inhibice.

Když se jeden sítnicový neuron dívá na průsečík v Hermannově mřížce, jeho centrální vnímání je aktivováno světlem odráženým v tomto bílém místě. Buňka tedy obdrží výrazný signál k excitaci. Její okrajové pole ale obsahuje jak černé pozadí, tak i bílé čáry samotné mřížky. Světlo na periferii buňku naopak utlumí. Ve výsledku tedy to, co zpracovává daná sítnicová buňka, mozek pokládá za méně důležité, a pravou podobu průsečíku mřížky ignoruje. Místo toho si na něj dosadí tmu, jakou vidí v pozadí.

Tmavý bod na průsečíku přestaneme vidět, když se na něj zaměříme. Teprve tehdy se mu totiž dostane od očí a mozku plné pozornosti. Zrak je mnohem ostřejší a přesnější ve středu našeho celkového zorného pole než na jeho okrajích.

Galerie: Podívejte se na známé optické iluze

• 
• 
• 

Dalších 11 fotografií

Na principu laterální inhibice stojí i jiné optické iluze rozdílů mezi tmavými a světlými odstíny. Máme-li na obrázku dva pruhy v tom samém odstínu šedi, ale první je obklopen bílou barvou a druhý černou, pak budou vypadat na pohled jeden tmavší než druhý.

Barva šatů? Záleží, kdy chodíte spát

Diváci se neshodli na tom, zda byly šaty modro-černé, nebo bílé a zlaté.

Autor: Wikimedia Commons, podle licence: Public Domain

Obrázek, který se velmi rychle stal virálním, poslala v únoru 2015 Britka Cecilia Bleasdale své dceři. Chtěla jí dát vědět, co si chce obléct na její svatbu. Na obrázku jsou modré šaty ozdobené pruhy černé krajky, ale vyfocené pod takovým světlem, že se mohou zdát bílé a zlaté. Ženy obrázek viděly každá jinak, a tak se debata přesunula na Facebook. Co se dělo dále? Foto oběhlo svět. Virální šaty známé pod hashtagem #thedress však nejsou jen internetový meme. Představují totiž velkou otázku pro vědu.

Pracuje se s hypotézou, že vidění barev ovlivňují barevné tóny, kterým jsme nejčastěji vystaveni. Podíl má na tom náš cirkadiánní rytmus a za jakých světelných podmínek obvykle fungujeme. Neurolog Pascal Wallisch se ve své studii ptá tisíců lidí, které barvy vidí, zda si myslí, že šaty na fotce se nacházejí ve stínu, či na světle, a zda jsou sami aktivní častěji ve dne, nebo večer. 

Výsledky jsou podobné jako v dalších studiích. Většina těch, kdo viděli bílou a zlatou, jsou spíše skřivani, zatímco noční sovy vidí šaty modročerné. Lidé zvyklejší na umělé osvětlení si totiž do obrázku domýšlejí žluté tóny, což v kombinaci s nasvícením samotné fotky vytvoří vnímání těch správných barev.

Vědeckých názorů je však více. Měření respondentů na magnetické rezonanci ukazuje, že ti, kdo vidí šaty bílo-zlaté, mají aktivnější mozková centra zodpovídající za vyšší kognici. To by znamenalo, že mozek by sám o sobě viděl modrou a černou, ale u některých lidí tento vjem zavrhne za pomoci kritického myšlení – které se však tentokrát mýlí. 

Významnou roli totiž hraje kontrast mezi šaty a pozadím obrázku, což je právě matoucí. Výzkumníci spojují jev s hypotézou konstantnosti barev – tím, že můžeme vidět odstín stále stejně i po tom, co je objekt vystaven jinému osvětlení.