Κυριακή 8 Ιούνη 2008
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΗ ΚΕΝΩΝ ΣΕ ΕΙΚΟΝΕΣ
Με τα μάτια του ... εγκεφάλου

Η ανθρώπινη όραση δε λειτουργεί σαν βιντεοκάμερα. Πολλά απ' όσα βλέπουμε, ή νομίζουμε ότι βλέπουμε είναι αποτέλεσμα της επεξεργασίας των πληροφοριών από τα μάτια μας μέσα στον εγκέφαλο, με βάση την προηγούμενη εμπειρία για το τι είναι αναμενόμενο (συνηθισμένο) στο συγκεκριμένο φυσικό περιβάλλον που παρατηρούμε. Ενα λευκό είδωλο σχήματος έλλειψης πάνω στον αμφιβληστροειδή μπορεί να οφείλεται σε ένα αβγό, ή σε ένα απολύτως κυκλικό αλλά κεκλιμένο ως προς τη γραμμή όρασης δίσκο, ή σε μια απειρία ενδιάμεσων σχημάτων που έχουν την κατάλληλη κλίση. Ωστόσο, ο εγκέφαλός μας επιλέγει ακαριαία τη σωστή ερμηνεία της εικόνας. Αυτό το πετυχαίνει χρησιμοποιώντας, χωρίς να το συνειδητοποιούμε, διάφορες εικασίες για τη στατιστική του φυσικού κόσμου - εικασίες που μπορούν να αποκαλυφθούν με τη βοήθεια οφθαλμαπατών.

Ο τρόπος που ο εγκέφαλος αντιμετωπίζει κενά στην εικόνα που του παρέχει ο αμφιβληστροειδής, μια διαδικασία που ονομάζεται συμπλήρωση, αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα. Επίδειξη αυτού του φαινομένου μπορεί να γίνει με αξιοποίηση της ωχράς κηλίδας, του τυφλού σημείου του ματιού.

«Οφθαλμαπάτη» εξαιτίας της οφθαλμαπάτης

Παρατηρήστε την εικόνα a. Με το δεξί μάτι κλειστό κοιτάξτε στο κέντρο του λευκού τετραγώνου στο κάτω δεξιά μέρος της εικόνας. Κρατήστε τη σελίδα μισό μέτρο μακριά από το πρόσωπό σας και μετακινήστε την αργά προς το μέρος σας και μετά απομακρύνετέ τη, μέχρι να βρείτε την κατάλληλη απόσταση όπου ο μπλε δίσκος εξαφανίζεται. Οταν γίνει αυτό, το είδωλο του δίσκου έχει πέσει στην ωχρά κηλίδα του αριστερού σας ματιού. Ο φυσικός της βικτοριανής εποχής Ντέιβιντ Μπριούστερ είχε εντυπωσιαστεί πολύ από το γεγονός ότι όταν εξαφανίζεται ο δίσκος, δεν αντιλαμβανόμαστε μια τρύπα ή μια σκιά στη θέση της. Η περιοχή που αντιστοιχούσε στο δίσκο φαίνεται να «συμπληρώνεται» με το χρώμα του υπόβαθρου. Ο Μπριούστερ απέδωσε αυτό το φαινόμενο στο Θεό, τον «Θείο Τεχνίτη».

Ο αμφιβληστροειδής έχει ένα τυφλό σημείο, την ωχρά κηλίδα, εκεί όπου το οπτικό νεύρο βγαίνει από το βολβό του ματιού
Ο αμφιβληστροειδής έχει ένα τυφλό σημείο, την ωχρά κηλίδα, εκεί όπου το οπτικό νεύρο βγαίνει από το βολβό του ματιού
Ακόμα και μια ευθεία γραμμή που περνάει από το τυφλό σημείο του ματιού δεν κόβεται στη μέση, όπως μπορεί να διαπιστώσει κανείς αν επαναλάβει την ίδια άσκηση με την εικόνα a, αλλά κοιτάζοντας αυτή τη φορά το πάνω λευκό τετράγωνο. Το τμήμα της γραμμής που δεν περιλαμβάνεται στις πληροφορίες που στέλνει ο αμφιβληστροειδής φαίνεται σα να μη λείπει! Είναι σαν ο εγκέφαλος να θεωρεί εξαιρετικά απίθανο δύο κοντές γραμμές που ξεκινούν από απέναντι σημεία της ωχράς κηλίδας να βρίσκονται εκεί κατά τύχη κι ότι πρέπει να είναι τμήματα μιας συνεχούς γραμμής. Ετσι οι νευρώνες στα τμήματα του εγκεφάλου που επεξεργάζονται τις οπτικές πληροφορίες πυροδοτούν σαν η ράβδος να ήταν συνεχής με αποτέλεσμα έτσι να την αντιλαμβανόμαστε.

Η ωχρά κηλίδα είναι απροσδόκητα μεγάλη. Αν ο αμφιβληστροειδής ήταν ο ουράνιος θόλος, τότε η ωχρά κηλίδα θα είχε εμβαδό όσο εννιά πανσέληνοι! Αν προσπαθήσει κανείς αρκετά μπορεί να στρέψει την ωχρά κηλίδα του ενός ματιού του σε οποιοδήποτε αντικείμενο, έτσι ώστε να το εξαφανίσει από το οπτικό του πεδίο. Μια μακάβρια εκδοχή αυτού του πειράματος χρησιμοποιούσε ο Κάρολος ο Β' βασιλιάς της Αγγλίας, ο οποίος εξαφάνιζε με αυτόν τον τρόπο τα κεφάλια των καταδικασμένων, για να φανταστεί πώς θα φαίνονταν σε λίγες ώρες, όταν θα αποκεφαλίζονταν...

Κατά προσέγγιση υπολογισμός...


Πόσο «έξυπνη» είναι η συμπλήρωση των κενών που κάνει ο εγκέφαλος; Είναι εύκολο να κάνει κανείς πειράματα για να το διαπιστώσει χρησιμοποιώντας μόνο χαρτί και μερικούς χρωματιστούς μαρκαδόρους, ή ένα λογισμικό κατασκευής γραφικών σε υπολογιστή.

Στην εικόνα b, το τυφλό σημείο πέφτει πάνω στην τομή μιας μακριάς πράσινης γραμμής και μιας κοντύτερης κόκκινης γραμμής. Οι περισσότεροι άνθρωποι βλέπουν ότι μόνο η μακρύτερη γραμμή φαίνεται συνεχής. Αυτό το απλό πείραμα δείχνει ότι κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες η συμπλήρωση βασίζεται στην ολοκλήρωση πληροφοριών κατά μήκος όλης της εικόνας και όχι μόνο της περιοχής γύρω από το τμήμα που αντικατοπτρίζεται στο τυφλό σημείο.

Σε άλλες περιπτώσεις πάλι, ο εγκέφαλος συμπληρώνει μόνο ό,τι βρίσκεται γύρω από την ωχρά κηλίδα. Αν σημαδέψετε την ωχρά κηλίδα του αριστερού σας ματιού στο κέντρο ενός κίτρινου λουκουμά, θα δείτε ένα κίτρινο δίσκο αντί για δακτύλιο. Η συμπλήρωση γίνεται από το κίτρινο περίγραμμα. Το ίδιο συμβαίνει και στην εικόνα c. Αντί να υπολογίσει κατά προσέγγιση με βάση τα επαναλαμβανόμενα δαχτυλίδια, το οπτικό σας σύστημα κάνει ένα αυστηρά τοπικό υπολογισμό. Συμπληρώνει απλώς με το ομογενές κίτρινο χρώμα που βρίσκεται γύρω από το δίσκο.

Αυτό, όμως δε συμβαίνει πάντα, όπως φαίνεται στην εικόνα d. Παρατηρήστε την κάθετη γραμμή με το χρώμα του υπόβαθρου που δημιουργείται έμμεσα από τις πράσινες οριζόντιες γραμμές. Σημαδέψτε την ωχρά κηλίδα του αριστερού σας ματιού στον μπλε δίσκο, για να την κάνετε να εξαφανιστεί. Το αν θα συμπληρωθούν οι πράσινες γραμμές ή η έμμεσα σχηματιζόμενη κάθετη γραμμή εξαρτάται από την απόσταση των πράσινων παράλληλων γραμμών.

...και παρεμβολή επιφανειών

Γιατί συμβαίνει το φαινόμενο της συμπλήρωσης; Είναι απίθανο το οπτικό μας σύστημα να το εμφάνισε εξελικτικά μόνο και μόνο για να αντιμετωπίσει το πρόβλημα με την ωχρά κηλίδα (άλλωστε, το άλλο μάτι συνήθως καλύπτει το πρόβλημα αυτό). Η συμπλήρωση είναι μάλλον έκφραση αυτού που ονομάζεται παρεμβολή επιφανειών, μια ικανότητα που αναπτύχθηκε εξελικτικά, για να μπορεί ο άνθρωπος να εκτιμά σωστά τις αντανακλάσεις στον εγκέφαλό του, των επιφανειών που υπάρχουν στο φυσικό κόσμο, ακόμα και αν αυτές καλύπτονται κατά ένα μέρος από άλλα αντικείμενα. Κάτι με πορτοκαλί ρίγες πίσω από τη φυλλωσιά σε ένα δάσος της Ινδίας, πρέπει μάλλον να θεωρηθεί αμέσως ως πιθανή τίγρη, έστω κι αν φαίνεται μόνο ένα πολύ μικρό μέρος του από το σημείο παρατήρησης...


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»



Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ