Учёные раскрыли механизм иллюзии Чабба

Иллюзия Чабба классическая зрительная иллюзия: две идентичные серые точки сильно различаются, если разместить их на фонах, окрашенных в цвета градиента от светло-чёрного до черного.

Почему это происходит, учёные пытаются выяснить больше 100 лет. Исследование MIT предполагает, что это явление основано на оценке яркости, которая происходит до того, как визуальная информация достигает зрительной коры головного мозга, то есть, возможно, ещё в сетчатке.

Профессор Паван Синха (Pawan Sinha), ведущий автор исследования, утверждает, что все эксперименты  показывают, что оценка яркости и контраста реализуется на простой нейронной схеме. Одно из исследований слепых детей в Индии подтверждает, что иллюзия Чабба возникает сразу после того, как детям вернули зрение, то есть когда у детей ещё не было визуального опыта.

В исследовании участвовали девять детей, которым хирургически удалили катаракту в возрасте от 8 до 17 лет. Все дети были подвержены иллюзии Чабба, в тестах, проведенных всего через 24-48 часов после того, как их хирургические повязки были сняты. 

В исследовании, проведенном в 2015 году, Синха показал, что дети, которым недавно вернули зрение, также сразу восприимчивы к двум другим визуальным иллюзиям - Мюллера-Лайера и Понзо, которые включают оценку длины линий на основе визуальных сигналов.

Некоторые ученые, в частности, немецкий физик 19-го века Герман фон Гельмгольц, считали, что процесс оценки яркости — это явление высокого уровня, то есть яркость оценивается мозгом, анализируя информацию об условиях освещения, форм и теней окружающей реальности. И многие визуальные задачи решаются на основе предыдущего визуального опыта.

Однако исследования Синха показывает, что в случае оценки яркости обработка "высокого уровня" не играет существенной роли.

В одном из исследований учёные изучали оптическую иллюзию, которая возникает, когда на изображении размещены два куба один над другим. Кубы выглядят одинаково, но различаются точки на кубах – одна из них выглядит ярче другой, даже когда исследователи меняли угол освещения кубов.

Когда мы смотрим на изображение, наш мозг воспринимает определенную яркость в каждом месте изображения. Однако наше восприятия яркости не всегда пропорциональны количеству света, излучаемого областями изображения, говорит Синха. Эксперимент также подтвердил гипотезу, что первичная оценка яркости происходит не в мозге.

В ходе ещё одного эксперимента рассматривался интересное явление диплопии: если рассматривать одновременно два изображения одного объекта, невозможно установить «глаз происхождения» того и другого изображения, то есть мы не можем установить, изображение от какого из глаз было «главным».  

Что также подтверждает гипотезу о том, что оценка яркости происходит раньше, чем информация, поступающая от каждого глаза, будет объединена в визуальный поток и отправлена в мозг для оценки.