Armati di un nuovo modello di computer, gli scienziati hanno fatto un passo avanti verso la scoperta degli sbalorditivi segreti delle illusioni ottiche che inducono il cervello a vedere i colori sbagliati durante l’elaborazione delle immagini.
Le “illusioni di contrasto sincronizzato” sono un gruppo su larga scala di illustrazioni ingannevoli che inducono le persone a pensare che alcune parti di un’immagine siano di colori diversi l’una dall’altra, quando in realtà sono dello stesso colore. L’effetto si basa sul fotografo che cambia la luminosità o il colore sullo sfondo, per cambiare la nostra percezione degli oggetti in primo piano. Ad esempio, nell’immagine in alto, la banda più piccola al centro dell’immagine è di un unico colore grigio ma sembra essere sfumata in diverse tonalità perché lo sfondo è più luminoso da un lato e più scuro dall’altro. Un altro esempio è Sono Monker Whitemostrato nell’immagine qui sotto, dove 12 palline appaiono rosse, viola e verdi ma in realtà sono della stessa tonalità di beige.
Gli scienziati sanno ampiamente perché queste illusioni funzionano da più di un secolo, ma in tutto quel tempo gli esperti non sono stati in grado di concordare esattamente come hanno ingannato. cervello. Ci sono due possibili spiegazioni. Il primo è che l’illusione viene creata dal basso verso l’alto, a partire da un’attività neurale di basso livello che non richiede alcuna precedente esposizione a questo tipo di illusione. Il secondo è dall’alto verso il basso, il che significa che richiede una funzione cerebrale più elevata e gioca con ciò che il tuo cervello ha appreso in precedenza sulla luminosità e il colore della luce nel tempo.
In un nuovo studio pubblicato il 15 giugno sulla rivista Biologia computazionaleuna coppia di ricercatori ha utilizzato un nuovo modello di computer che simula la visione umana per cercare di risolvere la controversia una volta per tutte.
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Il modello, noto come “modello a larghezza di banda spaziale limitata”, utilizza il codice del computer per imitare il modo in cui la rete di cellule cerebrali, o neuroni, che per prima riceve i dati dall’occhio inizia a decodificare l’immagine prima di inviare quei dati ad altri “superiori” livello “regioni cerebrali. da elaborare completamente. Il modello divide l’immagine in sezioni, misura la luminosità di ciascuna sezione e quindi combina tali valutazioni in un unico rapporto che può essere inviato al cervello, in modo simile a quanto accade con la visione umana.
La bellezza di questo modello è che il codice consente solo l’elaborazione di singole sezioni alla stessa velocità che i neuroni umani possono valutare, quindi il modello si limita a soddisfare i nostri vincoli visivi, secondo il coautore dello studio. Joleon TroshiankoUn ecologista visivo dell’Università di Exeter nel Regno Unito ha dichiarato a WordsSideKick.com. “Questo aspetto del modello è particolarmente nuovo: nessuno sembra aver pensato all’impatto della larghezza di banda limitata sull’elaborazione visiva”, ha aggiunto. Nello specifico, il nuovo modello tiene conto della velocità con cui un neurone può “sparare” o inviare un messaggio ad altri neuroni nella sua rete.
I ricercatori hanno usato il loro nuovo modello per l’analisi Più di 50 illusioni contrastanti contemporaneamente Per vedere se il programma identificherà anche erroneamente alcune parti delle immagini come colori diversi, come farebbe un essere umano. (Gli autori del rapporto notano che non è chiaro esattamente quante illusioni di contrasto simultanee esistano, ma probabilmente ce ne sono centinaia.)
Durante questi esperimenti, ha detto Trocianco, il modello è stato costantemente indotto a identificare i colori sbagliati. “Il mio collaboratore [Daniel Osorio] Continuava a inviarmi e-mail con nuove illusioni, dicendo che non pensava che avrebbe funzionato con questa”, ha aggiunto, “ma con nostra sorpresa e gioia, in genere mi aspettavo l’illusione in quasi tutti i casi”.
Poiché il modello è stato anche “illuso” da queste illusioni senza l’equivalente potenza di elaborazione complessa del cervello umano, suggerisce che né l’elaborazione visiva di alto livello né le esperienze precedenti sono necessarie affinché queste illusioni funzionino. Ciò sembra confermare l’ipotesi dal basso verso l’alto secondo cui solo l’elaborazione neurale di livello base è responsabile dell’inganno delle immagini, hanno concluso gli autori.
“In sostanza, molte illusioni che in precedenza si pensava dipendessero da un’elaborazione visiva complessa, o almeno da un’elaborazione visiva che richiede cicli di feedback, possono essere spiegate da qualcosa di semplice come un singolo strato di neuroni”, ha detto Trocianko.
I risultati supportano risultati simili da uno studio del 2020 pubblicato sulla rivista Ricerca sulla visione. In quello studio, i bambini nati con la cataratta ma che si erano sottoposti con successo a un intervento chirurgico di rimozione della cataratta sono stati ingannati dalle fotografie poco dopo che la loro vista era stata ripristinata, nonostante la mancanza di precedenti esperienze visive per fornire un contesto alle immagini.
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