Ученые объяснили, почему яркие объекты кажутся больше, чем темные

Сотрудники Государственного университета Нью-Йоркского Колледжа Оптометрии исследовали причину визуальной иллюзии, которая впервые была обнаружена Галилео Галилеем. Исследование опубликовано 10 февраля 2014 года в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Оптическая иллюзия заставляет считать Венеру (нижняя точка) больше по размерам, чем Юпитер (верхняя точка)

Нейробиологи нашли объяснение оптической иллюзии, впервые описанной Галилео Галилеем более 400 лет назад во время наблюдения им планет Солнечной системы. Изучая планеты через телескоп и невооруженным глазом, астроном с удивлением заметил, что в первом случае видимый размер Венеры оказывался меньше, чем размер Юпитера, а во втором случае — наоборот.

«Галилей был первым, кто предположил, что наши глаза искажают реальность», — пояснил доктор Хосе-Мануэль Алонсо из Колледжа оптометрии в штате Нью-Йорк (США). Галилей посчитал, что искажение возникает в самом человеческом глазе. Наблюдаемые напрямую яркие планеты на темном фоне кажутся больше и обретают лучистый венец, что и делало для Галилея Венеру в восемь раз больше, чем Юпитер, несмотря на то что при наблюдении в телескоп Юпитер казался в четыре раза больше. В дальнейшем многие астрономы отмечали, что угловое разрешение при наблюдении невооруженным глазом выше для слабых объектов, чем для ярких. Галилей писал, что это происходит «или из-за того, что их свет преломляется на влаге, которая покрывает наш зрачок, или из-за того, что он отражается от краев век, а затем рассеивается по зрачку, или по какой-то другой причине».

Причина действительно оказалась в самом человеке, физиологические причины размытия ярких объектов пытались объяснить многие ученые, в том числе знаменитый немецкий врач и физик Герман Гельмгольц.

Гельмгольц оказался ближе всего к истине, поняв, что увеличение видимого размера ярких объектов связано с нашим восприятием световых сигналов, а не с оптикой самого глаза.

«Наше исследование показало, что восприятие, которым Гельмгольц объяснял этот феномен, — нелинейный отклик зрительной системы, когда объекты видны на темном фоне», — пояснил Алонсо, автор статьи, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В своем эксперименте ученые проверяли активность нейронов зрительного бугра и коры головного мозга, отвечающих за восприятие света у кошек, обезьян и людей, при помощи вживленных электродов.

В момент эксперимента людям и животным, которые находились под анестезией, показывали три вида изображений: темные фигуры на светлом фоне, яркие фигуры на темной фоне, а также темные и светлые фигуры на сером фоне.

Сегодня известно, что человек воспринимает яркие и темные сигналы (отсутствие света) при помощи так называемых on и off-каналов в сетчатке и зрительном бугре. Измерив электрические сигналы от этих каналов, ученые выяснили, что off-нейроны реагируют предсказуемо и линейно на появление темных фигур на светлом фоне: чем резче контраст между фигурой и фоном, тем более активны эти нейроны. Однако on-нейроны реагировали на увеличение яркости светлых объектов на темном фоне непропорционально сильнее.

Иначе говоря, при одинаковом контрасте фигуры и фона второй вариант дает большее возбуждение нейронов.

Самые абсурдные предположения в устах ученых выглядят более естественно, чем обывательские замечания об опасности вторжения инопланетян и... →
По мнению ученых, это и объясняет асимметрию в нашей оценке размеров ярких и тусклых объектов и эта особенность возникла в ходе эволюции не просто так.

«Когда вы находитесь в очень темном месте, это позволяет вам разглядеть самые слабые источники света», — пояснил Алонсо.

Когда-то это помогало людям раньше обнаружить опасность в темноте. Однако днем, напротив, это свойство зрения позволяет нам разглядеть мелкие темные детали на более ярком фоне. Этот же эффект играет роль и в повседневной жизни: каждая женщина знает, что темная одежда ее стройнит, сглаживая недостатки фигуры. Теперь этому есть научное объяснение: темная фигура на светлом фоне дает меньшее возбуждение нейронов, чем светлая фигура на темном фоне.

Исследователи считают, что их открытие поможет лучше понять природу таких заболеваний зрения, как близорукость.

По материалам: «Газета.Ру».
Ещё по теме:
1. Галилео Галилей

Комментарии

Комментарии не найдены ...
Добавлять комментарии могут только
зарегистрированные пользователи!
 
Имя или номер: Пароль:
Регистрация » Забыли пароль?
 
© decoder.ru 2003 - 2020, создание портала - Vinchi Group & MySites
ЧИСТЫЙ ИНТЕРНЕТ - logoSlovo.RU