2020. december 5. – 18:12
A jagarikin nevű japán felhasználó november 25-én töltötte fel Twitterre a lent látható animációt, és a következő kommentárt fűzte hozzá: „Látod, ahogy a gyűrűk a nyilak irányába mozognak? Az emberi agy olyan egyszerű, hogy könnyű átverni a nyilakkal.”
És valóban, ahogy a nyilakat nézzük, tényleg úgy tűnik, mintha a sárga-kék körök mindig abba az irányba mozognának, amerre a nyilak mutatnak. Eközben a gyűrűk valójában egy helyben forognak, mint azt több, parázs Reddit-, Twitter-, 9gag- és még ki tudja, milyen felületen elkövetett vitában sokan megállapították (jellemzően akkor, miután valamelyik júzer vonalakkal körberajzolta a köröket). Az agyunkat tehát valóban becsapja az optikai illúzió, de a kép még egy további átverést rejt: bármit is állít az eredeti posztoló, a nyilaknak nincs közük a mozgó hatáshoz. Ez könnyen megállapítható: ha egy ujjunkkal letakarjuk az egyik gyűrű közepén levő nyilat, továbbra is mozogni látjuk a gyűrűt. Na de akkor mitől mozog?
Kontúr sztrájk
A titok nyitja a két szín. Első blikkre a gyűrűk kék és sárga negyedekre vannak osztva, de ha megállítjuk az animációt, kiderül, hogy nem pontos a negyedelés. A gyűrűk legszélső és legbelső kontúrja ugyan kék-sárga, de ez a két vékony körvonal nem mindenhol ott vált színt, ahol a negyedek kitöltött része. És ha kikockázzuk az animációt, az is kiderül, hogy a kontúrok pixelvékony vonalaiban változik a kék és a sárga szín helyzete – pont akkor, amikor a nyilak is irányt váltanak. A hatást tehát valójában nem a nyilak váltják ki, hanem az ügyesen színezett gyűrűk, illetve ennek a színezésnek a finom változásai.
Ez tehát az ok, de mi a magyarázat?
Valóban az emberi agy tökéletlensége, ahogy a posztoló írja, bár pontosabb lenne úgy fogalmazni, hogy a főemlősök látórendszerét nem pont ilyen forgó-villódzó kihívásokra tervezte az evolúció. A Huffington Post pár éve részletesen foglalkozott a jelenséggel, amikor két olyan kutatás is megjelent, ami azt vizsgálta, mi történik az agyban, miközben optikai mozgásillúziókat látunk. Ezekben az egyik megfigyelt kép a Pinna-illúzió volt, amit egy Baingio Pinna nevű olasz pszichológiaprofesszor készített a kilencvenes években. Az illúzió lent látható, a kép közepén levő fekete pöttyre kell koncentrálni, és fejünkkel közeledni-távolodni a képhez képest. Ekkor a paralelogrammákból kirakott köröket mozogni látjuk, ellentétes irányban. Ha valamelyik paralelogrammára koncentrálunk, és úgy mozgatjuk a fejünket, az illúzió megszűnik.
A két kutatás fMRI-vizsgálatokkal arra jutott, hogy az emberi agyban lezajló aktivitás nemigen különbözik attól, mint amikor tényleges mozgást lát az ember. Ez valójában nem volt meglepő eredmény, mert az már ismert volt, hogy pusztán a mozgás elképzelése is aktiválhatja a mozgásérzékelésért felelős agyterületeket. Az fMRI-képeken jól látszott, hogy optikai mozgásillúzió hatására sorra felvillannak a megfelelő agykérgi régiók.
Átejtett sejtek
A látás agyi feldolgozása alaposan kutatott téma, így aránylag sokat tudunk róla. Például azt, hogy az agy a szem által látottakat többféle neuroncsoporttal dolgozza fel. A V1-ként jelölt elsődleges látókéreg például leginkább vonalakra érzékeny, a V2 nevű a másodlagos látókéreg pedig már komplexebb ábrákra. És így tovább, létezik V3, V4 és V5 is. A legutóbbit mediális temporális kéregnek (MT) is nevezik, és kulcsszerepe van a mozgásérzékelésben, viszont az alsóbbrendű V1 és V2 neuronoktól kap jelet. V1 és V2 (és még más hasonló idegsejtek) felfogják, amit funkciójuknak megfelelően bírnak, aztán továbbítják a jeleiket MT-nek, ami pedig összerakja a nagy képet. Elvben ez jól működik, de gyakorlatban az optikai illúziókkal nem tud megbirkózni a rendszer.
Ennek oka az lehet – bár ez egy nem teljesen igazolt elmélet –, hogy az alsóbbrendű neuronokat könnyű megtéveszteni, nem direktben mozgást érzékelnek, hanem hirtelen változást a látványban. Ami a természetben persze szinte kizárólag mozgáskor fordul elő, de az emberi civilizációban már akadnak színváltós animgifek is. Ráadásul a V1- és V2-idegsejtek receptív mezője kicsi, a teljes kép csak egy-egy részletét dolgozzák fel. Ezért amikor a Pinna-illúzióban a pontra koncentrálva mozgatjuk a fejünket, az alsóbbrendű neuronok érzékelik a változást a paralelogrammák kontúrjaiban, azt mozgásként detektálják, és ezt az információt továbbítják az MT-nek. Amikor a paralelogrammára koncentrálunk, persze már látjuk, hogy nem mozog, ami azt is jól példázza, hogy az optikai illúziók jobban működnek a periférikus látómezőben, illetve ott jobban átejthetők az említett neuronok. Ennek lehet evolúciós értelme: egy állat számára a túlélést jelentheti, ha a szeme sarkából észrevesz bármilyen mozgást, és az a fontos, hogy gyorsan észrevegye, nem az, hogy pontosan feldolgozza a látványt (ami egy lassabb folyamat).
És akkor még ott van a laterális gátlás nevű jelenség is, aminek lényege, hogy a különféle ingerületeket továbbító neuronok gátolják kicsit a környékbeli idegsejtek jelküldését. Ez a természetben szintén a túléléshez szükséges, mert ez a fajta működés jobban kiemeli egy kép kontrasztjait. Optikai illúzióknál viszont előfordulhat, hogy a magasabb rendű látókérgek ellentmondásos jeleket kapnak az alsóbb rendűektől, és egy „becsapós” jel fog dominálni.
A mozgó gyűrűk illúziójánál akár mindkét mechanizmus is működhet egyszerre: a gyorsan forgó gyűrűk színezése eleve létrehozhat egy laterálisgátlás-hatást, ezen túl pedig az alsóbbrendű idegsejtek mozgásként érzékelhetik, amikor a külső és belső kontúrok hirtelen színt váltanak – ráadásul mindeközben a néző a nyilakra koncentrál, aminek köszönhetően a gyűrűk már kicsit a periférikus látómezejében forognak, és az optikai illúzió még nagyobbat üt.
