восприятие и иллюзия 1

[owlnight]

Представьте себе, что вы идете по темной сырой улице. Осенний дождь только что прошел. Вы идете по аллее через парк одна. Улица пустынна, но вдоль нее светят желтым светом фонари и впереди вдалеке широкая дорога или проспект. Возможно, вы слышали, что в этом парке недавно завелся маньяк или парочка хулиганов наводит на округу ужас. Даже если вы не вспомните про маньяка, вам все равно будет не по себе.
Однако многие современные бравые девушки возразят мне, что никогда не боялись ночью ходить по паркам и маньяков тоже не опасаются. Я очень рад за вас, однако, мне кажется, что вы немного слукавите, если скажете, что ваше состояние никак не измениться, если сравнивать ваш поход по солнечному летнему проспекту и хмурому осеннему ночному парку.

Так что я беру за аксиому, что ваше состояние слегка изменилось. Это может быть страх или просто небольшое волнение.
И в таком состоянии вы вдруг замечаете нечто в нескольких метрах около кустов. Вам кажется, что это человек притаился или кто-то сидит на корточках? А может все же маньяк поджидает беспечную жертву?

Можно привести другой пример. Вы дома спокойно занимаетесь домашними делами и вдруг боковым зрением вы видите, как нечто промелькнуло мимо вас и скрылось за поворотом.

Что это было? Уставший и истерзанный страхом мозг пугает вас нереальными картинами? Или это действительно нечто, что можно назвать непознанным явлением, призраком или привидением?

Лично я много раз был свидетелем странных необъяснимых явлений, которым долго и тщательно искал объяснения. Мне захотелось разобраться в этом самому, и я собрал немного информации.

Далее под катом очень длинный текст о том как наш мозг воспринимает визуальную информацию, особенности строения глаз человека и формирования образа. Текст изобилует терминами и описаниями.


Начнем с особенности восприятия зрительных образов человеком.
Давайте разберем, как человек воспринимает информацию, и как формируется та картина, которую он видит.

Как и в фотоаппарате у глаза есть оптическая система с возможностью наведения на резкость, и с возможностью регулирования светового потока поступающего в глаз, приемником света служит сетчатка, с которой через зрительные нервы получаемая информация передается в мозг, где формируется зрительный образ.

За наведение на резкость отвечает главным образом хрусталик, изменяющий свою кривизну, чтобы рассматриваемые с разного расстояния объекты были в фокусе. За регулирование светового потока поступающего в глаз отвечает зрачок, который сужается при ярком свете и расширяется в темноте. За восприятие света отвечает сетчатка, а за формирование зрительного образа наш мозг.

Строение сетчатки чрезвычайно сильно отличается от строения фотопленки или матрицы видеокамеры, которые с одинаковым качеством фиксируют информацию по всей площади кадра. Если бы наша сетчатка с максимальным разрешением воспринимала бы световое изображение на каждом своем участке, то наш мозг должен был бы быть примерно размером со слона. В результате эволюции человека природой были найдены иные, существенно более экономичные решения. Только маленькая центральная часть сетчатки имеет максимальное разрешение, по мере удаления от ее центра острота зрения быстро падает.

Кроме того, для визуализации изображения, на сетчатке существуют два вида светочувствительных клеток (рецепторов) – это так называемые палочки и колбочки, названные так из-за своей формы.

Колбочки отвечают за цветное зрение и восприятие очень мелких деталей, но работают только при хорошей освещенности, а палочки воспринимают только черно-белое изображение, их разрешение намного хуже, но зато они обладают повышенной светочувствительностью. Недавно была обнаружена чувствительность к свету еще у одних клеток сетчатки. Ими оказались ганглиозные клетки.
Эти клетки связаны с гипоталамусом, управляющим биологическими часами. Именно они, а не палочки и колбочки, как, оказалось, управляют расширением или сужением зрачка. Ганглиозные клетки наиболее чувствительны к синему свету, в то время как обычная зрительная система имеет наибольшую чувствительность к зелёному. Наличие этих клеток объясняет большинство парадоксов связанных со зрением.

Колбочек имеется три вида, с различной чувствительностью к цветам. Один вид имеет максимум чувствительности к желтому цвету, второй к зеленому, третий к синему.
В настоящее время наиболее достоверной считается гипотеза о том, что наши предки вели ночной образ жизни, и для цветового восприятия им было достаточно только двух цветов – синего и зеленого. Изменение среды привели к необходимости вести активную деятельность в светлое время суток. Для этого стало полезным отличать зеленый и красные цвета, спелые плоды от незрелых, молодую листву от пожухлой. В результате случайных мутаций произошло сначала удвоение гена ответственного за зеленочувствительные колбочки, а затем небольшая мутация одного из генов образовавшейся пары. В результате из одного вида зеленочувствительных клеток образовалось два – зелено и желто чувствительные. Так как данные мутации давали преимущества для жизни они постепенно закрепились в процессе эволюции. Вероятность происхождения желто чувствительных колбочек из зелено чувствительных подтверждается близостью их цветовосприятия, а также наличием дальтонизма, при котором оба вида клеток пары воспринимают только один желто - зеленый цвет.

Вероятнее всего зеленочувствительный вид колбочек работает совместно с палочками и отвечает чисто за единое яркостное черно-белое изображение. Саму же картину всегда раскрашивает мозг.
Если есть совпадение в изображении и от яркостных колбочек и от синечувствительных клеток – предмет окрашивается в синий цвет.
Есть совпадение яркостных с желтыми – желтый.
Если сигнал идет преимущественно от яркостных колбочек – изображение зеленое, а если только от желтых – цвет красный, так как их чувствительность простирается дальше в длинноволновую область по сравнению с широкополосными зеленочувствительными рецепторами.
Именно из-за способности воздействовать только на один вид светочувствительных клеток, красный цвет очень сложно спутать с каким - либо другим. Поэтому в международной системе использования световых сигналов его принято применять для предупреждения об опасности. Цветовые сигналы любого другого цвета при определенных условиях могут показаться белыми.

Наличие окрашенных в разные цвета рядом расположенных объектов изменяет общее цветовое восприятие, что еще раз доказывает, что видимое изображение строит и раскрашивает мозг.

Острота зрения неравномерна по всему полю визуализируемого изображения. Из 130 миллионов светочувствительных клеток около 6,5 миллионов колбочки, а остальные палочки, т.е. колбочек всего лишь 5% и 95% палочек. Колбочки располагаются очень тесно друг к другу в основном в самом центре сетчатки, а по мере удаления от центра сетчатки к периферии все место начинают занимать палочки. В результате периферийное зрение человека почти целиком черно-белое или яркостное.

Попробуйте посмотреть на какой либо предмет ярко насыщенного цвета, а затем отведите взгляд и удерживайте его неподвижно в одной точке, чтобы наблюдать за ним исключительно боковым зрением. После внимательного анализа вида этого предмета боковым зрением вы с удивлением обнаружите, что цвет его перестал быть ярким, а то и вовсе стал неразличимым, кроме того, в изображении начинают исчезать некоторые детали.

Мозг человека в повседневной жизни сам раскрашивает предметы, находящиеся на периферии, запоминая их цвета в тот момент, когда наблюдаемые объекты находились ближе к центру взгляда. Человек имеет широкое поле зрения, но с невысоким качеством, в то же время в центре взгляда он может различать мельчайшие детали, но область этого места с высоким разрешением в воспринимаемом нами изображении сильно ограничена.

Вместо передачи информации всего наблюдаемого изображения в мозг передается только информация об изменении яркости или длинны волны (цвета). А организация съема информации выполнена, вероятно, в виде трехмерных матриц. Две координаты определяют точку на сетчатке, а третья говорит об уровне изменения яркости.

Каждый глаз поделен на две части, связанные с разными полушариями, поэтому существует две матрицы палочек и по три пары для колбочек, вероятно, что подобным же образом снимается информация и от ганглиозных клеток.

Сформированная мозгом картина зависит от продолжительности просматривания при каждой фиксации взгляда.

Процесс распознавания можно условно разбить на отдельные стадии, следующие друг за другом. Определенное время затрачивается сначала для складывания получаемой информации в единый кадр, а затем для его последующего анализа и интерпретации. - В первые 0,04 сек после фиксации взгляда человек ни чего не видит (мозг складывает единый кадр),
- в интервале наблюдения от 0,04 до 0,06 сек начинают фиксироваться контуры (фрагменты формы),
- от 0,06 до 0,16 происходит раскраска изображения,
- с 0,16 до 0,2-0,3 сек формируется целостное изображение, или очередной фрагмент панорамного вида, если наблюдаемая картина является продолжением увиденного ранее.
- На интервале от 0,16 до 0,2-0,3 сек. заканчивается сравнение с хранящимися в памяти образами и происходит максимально возможная интерпретация увиденного.

Мозг обрабатывает получаемую с сетчатки «сырую», раздробленную на отдельные части информацию автоматически так, что мы этого практически не замечаем. Кроме того, выстраиваемая мозгом картина выглядит гораздо полнее, если наши глаза находятся в движении, когда взгляд сканирует пространство (центральная часть взгляда в этот момент собирает подробности об отельных объектах).
Когда в окружающей обстановке появляется что-то новое, головной мозг пытается совместить увиденное с хранящимся в памяти образом. Если совмещения не получается, то мозг начинает строить новый «панорамный» вид.

Таким образом, полная картина окружающей обстановки формируется на основе нескольких взглядов продолжительностью по 0,15-0,2 сек. Если искусственно сделать «кино» из абсолютно разных и не связанных между собой изображений, сменяющих друг друга 25 раз в секунду, то мы совершенно ни чего не сможем разобрать.

Из вышеизложенного следует чрезвычайно важный вывод – изображение никогда не передается в мозг в виде пары целых готовых кадров, цветных в центре и черно-белых на периферии, пусть даже с меньшим разрешением по краям. Оно формируется самим мозгом в единственном экземпляре, путем анализа поступающей информации и постоянного сравнения ее с подобными образами, хранящимися в памяти.

В мозг передается только информация об изменении изображения (изменение яркости и цвета), как только изображение на сетчатке полностью замирает, оно перестает быть видимым. Наши глаза всегда совершают микро движения, да и мы сами не можем полностью замереть, так что в жизни такой ситуации не возникает. Но когда человеку на глаз ставят микро присоску с контурным изображением, и просят смотреть на однотонный фон, то изображение исчезает через пару секунд, причем при любой освещенности и контрасте. Как только фон перестает быть однотонным и начинает меняться, изображение вновь появляется.

Исследования по работе зрения приводят к однозначным выводам - восприятие зрительной информации является осваиваемым процессом, а не дается нам от рождения. Оно формируется и совершенствуется в процессе накопления жизненного опыта и определенных тренировок. Люди, не освоившие правильные алгоритмы для восприятия быстроменяющейся обстановки, видят гораздо меньше деталей, в независимости от остроты зрения, которую они проверяют у окулиста.

При поражении определенных областей памяти человек перестает воспринимать видимый мир в привычном виде, даже если его глаза в полном порядке. Когда часть его жизненного зрительного опыта стерта из памяти из-за травмы или болезни, распознавание предметов становиться затруднительным. Например, при рассматривании ножниц больному кажется, что это вроде бы очки, когда он устремляет взгляд на ручки с кольцами, то ножницы становятся похожи на вилы, когда взгляд переводится на лезвия. Расстроенные связи в мозгу больного уже не могут воссоздать целостную картину.

Переход зрения при сумеречном освещении на колбочки существенно ограничивает возможности небольшой по размерам центральной части сетчатки, где у глаза при дневном освещении максимальное разрешение. Эта центральная часть почти что слепнет, и оставляет способность видеть только яркие огни и хорошо освещенные места.

При плохом освещении не стоит пытаться видеть объект также четко, как и днем. Нужно направлять взгляд чуть в сторону, и смотреть на предмет самым началом периферийного зрения, периодически меняя положение взгляда и сканируя объект, восприятие при этом будет намного эффективнее.
Видимая картина быстро изменяющейся обстановки формируется нашим мозгом, в зависимости от предыдущего жизненного опыта, нашего эмоционального состояния, и настроя на восприятие информации. Она зависит от того, что было, есть и может случиться, по мнению наблюдающего, и не при каких условиях не может быть абсолютно объективной.
Время распознавания объектов зависит от нашего предыдущего хранящегося в памяти опыта, и может сокращаться, если человек настроен видеть не случайную картину, а только определенные образы.
В этом случае мозг перерывает не всю память образов, а только ее малую часть.

На самом деле идентифицировать визуальные объекты (особенно при недостаточной четкости, вызванной, например, плохим освещением или некачественной картинкой) человеку гораздо сложнее. В таких случаях мозг "дорисовывает" несуществующие подробности объектов, увиденных мельком (например, фигура человека, замеченная вами в сумерках на обочине дороги, при более близком рассмотрении может оказаться дорожным знаком и т.д.).

Таким образом, при строгом подходе мы можем почти половину случаев "видений" и "привидений" списать на особенности нашего восриятия действительности, что совершенно не дескредитирует остальную полвину случаев видений необъяснимого и таинственного.

Человек изначально в большой степни настроен на мистическое восприятие действительности и было бы очень скучно жить с чисто материалистическим подходом к оценке нашей реальности.