Uzbrojeni w nowy model komputerowy, naukowcy zbliżyli się o krok do odkrycia zdumiewających tajemnic złudzeń optycznych, które oszukują mózg, aby widział niewłaściwe kolory podczas przetwarzania obrazów.
„Iluzje zsynchronizowanego kontrastu” to duża grupa oszukańczych ilustracji, które oszukują ludzi, myśląc, że niektóre części obrazu mają różne kolory, podczas gdy w rzeczywistości są tego samego koloru. Efekt polega na tym, że fotograf zmienia jasność lub kolor tła, aby zmienić nasze postrzeganie obiektów na pierwszym planie. Na przykład na powyższym obrazku mniejszy pasek na środku obrazu ma jeden kolor szarości, ale wydaje się, że przechodzi w różne odcienie, ponieważ tło jest jaśniejsze na jednym końcu i ciemniejsze na drugim. Innym przykładem jest To Monker Whitepokazanego na poniższym obrazku, gdzie 12 kulek wygląda na czerwone, fioletowe i zielone, ale w rzeczywistości mają ten sam odcień beżu.
Naukowcy powszechnie wiedzieli, dlaczego te iluzje działają od ponad wieku, ale przez cały ten czas eksperci nie byli w stanie uzgodnić, w jaki dokładnie sposób oszukiwali. mózg. Istnieją dwa możliwe wyjaśnienia. Po pierwsze, iluzja jest tworzona od dołu do góry, zaczynając od aktywności neuronowej niskiego poziomu, która nie wymaga wcześniejszego narażenia na tego rodzaju iluzję. Drugi jest odgórny, co oznacza, że wymaga wyższych funkcji mózgu i bawi się tym, czego twój mózg nauczył się wcześniej na temat jasności i koloru światła w czasie.
W nowym badaniu opublikowanym 15 czerwca w czasopiśmie Biologia obliczeniowapara naukowców wykorzystała nowy model komputerowy, który symuluje ludzki wzrok, aby raz na zawsze rozstrzygnąć kontrowersje.
Powiązany: Nowy rodzaj iluzji optycznej sprawia, że mózg widzi oślepiające promienie
Model, znany jako „model o ograniczonej przepustowości przestrzennej”, wykorzystuje kod komputerowy do naśladowania sposobu, w jaki sieć komórek mózgowych lub neuronów, które jako pierwsze otrzymują dane z oka, zaczyna dekodować obraz przed wysłaniem tych danych do innych, „wyższych” „poziom” regionów mózgu, aby zostały w pełni przetworzone. Model dzieli obraz na sekcje, mierzy jasność każdej sekcji, a następnie łączy te oceny w jeden raport, który można wysłać do mózgu, podobnie jak dzieje się to z ludzkim wzrokiem.
Piękno tego modelu polega na tym, że kod pozwala przetwarzać tylko poszczególne sekcje z taką samą szybkością, jaką mogą ocenić ludzkie neurony, więc model ogranicza się do dopasowania do naszych własnych ograniczeń wizualnych, według współautora badania. Joleon TrosziankoEkolog wizualny z University of Exeter w Wielkiej Brytanii powiedział Live Science. „Ten aspekt modelu jest szczególnie nowy – wydaje się, że nikt nie pomyślał o wpływie ograniczonej przepustowości na przetwarzanie wizualne” – dodał. W szczególności nowy model bierze pod uwagę, jak szybko neuron może „odpalić” lub wysłać wiadomość do innych neuronów w swojej sieci.
Naukowcy wykorzystali swój nowy model do analizy Ponad 50 kontrastujących iluzji jednocześnie Aby sprawdzić, czy program będzie również błędnie identyfikował niektóre części obrazu jako różne kolory, tak jak zrobiłby to człowiek. (Autorzy raportu zauważają, że nie jest jasne, ile dokładnie istnieje jednoczesnych iluzji kontrastowych, ale prawdopodobnie są ich setki.)
Trocianco powiedział, że podczas tych eksperymentów model był nieustannie oszukiwany w celu zidentyfikowania niewłaściwych kolorów. „Mój współpracownik [Daniel Osorio] Ciągle wysyłał mi e-maile z nowymi iluzjami, mówiąc, że nie sądzi, by to zadziałało z tym” – dodał – „ale ku naszemu zdziwieniu i radości generalnie spodziewałem się iluzji w prawie wszystkich przypadkach”.
Ponieważ model był również „złudzony” przez te iluzje bez równoważnej złożonej mocy przetwarzania ludzkiego mózgu, sugeruje to, że ani przetwarzanie wizualne na wysokim poziomie, ani wcześniejsze doświadczenia nie są wymagane, aby te iluzje zadziałały. Wydaje się to potwierdzać oddolną hipotezę, że tylko przetwarzanie neuronowe na poziomie podstawowym jest odpowiedzialne za oszukiwanie obrazów, podsumowali autorzy.
„W istocie wiele złudzeń, które wcześniej uważano za zależne od złożonego przetwarzania wizualnego lub przynajmniej przetwarzania wizualnego, które wymaga pętli sprzężenia zwrotnego, można wytłumaczyć czymś tak prostym, jak pojedyncza warstwa neuronów” – powiedział Trocianko.
Odkrycia potwierdzają podobne ustalenia z badania z 2020 r. opublikowanego w czasopiśmie Badania wzroku. W tym badaniu dzieci, które urodziły się z zaćmą, ale które pomyślnie przeszły operację usunięcia zaćmy, zostały oszukane na podstawie zdjęć wkrótce po przywróceniu im wzroku, pomimo braku wcześniejszych doświadczeń wizualnych, które mogłyby zapewnić kontekst dla obrazów.
