11.02.2014

Почему светлые объекты кажутся больше тёмных?

Даже если тёмный объект в действительности крупнее светлого, последний всё равно будет казаться нам больше из-за того, что нейроны, настроенные на светлое, работают всегда активней настроенных на тёмное, пишет Medical Xpress.

Великий учёный Галилео Галилей как-то заметил, что мы по-разному видим размеры планет в зависимости от того, как на них смотрим — в телескоп или невооружённым глазом. Если в телескоп, то, скажем, Юпитер оказывался в несколько раз больше Венеры, а если простым глазом, то, наоборот, Венера выглядела крупнее Юпитера.

Галилей быстро понял, что дело тут не в самих объектах, а в нашем восприятии, но объяснить иллюзию подробно затруднился, предположив, что это связано с нашими глазами. В XIX веке эта иллюзия привлекла внимание не менее великого Гельмгольца, заявившего, что если бы всё дело было в размытии картинки во влажной роговице, то объекты искажались бы одинаково, независимо от того, смотрим ли мы в телескоп или невооружённым глазом.

И лишь сейчас исследователям удалось установить, в чём тут дело. Хосе-Мануэль Алонсо (Jose-Manuel Alonso) и его коллеги из Университета штата Нью-Йорк (США) с помощью электродов регистрировали активность нейронов зрительных центров у кошек, обезьян и людей, показывая им «иллюзионные» картинки. Чтобы увидеть парадокс, который наблюдал Галилей, не обязательно смотреть на звёздное небо: то же самое можно заметить, сравнив светлый объект на тёмном фоне и тёмный объект на светлом фоне.

И тот и другой могут быть одинаковыми, но светлый на тёмном будет казаться больше.

В ходе эксперимента именно такие картинки и демонстрировались: тёмное на светлом, светлое на тёмном и тёмное и светлое на сером. Для тёмных и для светлых объектов в зрительном анализаторе есть два типа нейронов, и, как пишут исследователи в журнале PNAS, активность «тёмных» нейронов менялась линейно в зависимости от того, насколько резким был контраст между тёмным предметом и белым фоном: чем выше был этот контраст, тем активнее работали нейроны.

А вот «светлые» нейроны показали иное поведение: на то же количество контраста, если можно так сказать, они реагировали сильнее. То есть нейроны, чувствующие светлые объекты, за счёт своей повышенной активности преувеличивают размер этих объектов. Следовательно, и Венера, сияющая ярче, чем Юпитер, на тёмном вечернем небе будет выглядеть больше.

Такую диспропорцию в активности «светлых» и «тёмных» нейронов можно объяснить с точки зрения эволюции: в темноте нам важно заметить малейший источник света, поэтому мозг будет его всячески преувеличивать; соответственно, враг или хищник, что светлее окружающей ночи, будут более заметны. Днём же тёмные объекты и так хорошо видны, и помогать им стать ещё более заметными не нужно.

Но где именно прячется диспропорция в восприятии тёмных и светлых объектов? Исследователи не исключают, что так могут срабатывать фоторецепторы в глазу, которые будут передавать в мозг уже изменённое количество «светлого». И нарушения в этой системе могут быть причиной некоторых расстройств зрения — к примеру, близорукости.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. compulenta.computerra.ru