Фокусы мозга: Как нейронаука объясняет иллюзии восприятия - Луис Мартинес

Ярбус иллюстрировал свое утверждение экспериментом с картиной Ильи Репина «Не ждали». Он отслеживал движения глаз зрителей после того, как им задавали конкретные вопросы. Результаты показали, что, например, когда зрителей спрашивали о возрасте изображенных людей, они направляли взгляд на лица персонажей, а когда спрашивали об их экономическом положении — смотрели на одежду или имущество.

Другой классический эксперимент, поставленный Ричардом Андерсоном и Джеймсом Пичертом в 1978 г., показал, что реконструкция сцены очень сильно зависит от цели поиска, то есть от полученных указаний [3]. Участникам эксперимента демонстрировали видеоэкскурсию по жилому дому. При этом одних зрителей просили смотреть видео глазами вора, а других — как будто они потенциальные покупатели.

После просмотра воспоминания участников из разных групп существенно различались: «покупатели» обращали внимание на количество и размер комнат, обстановку, ванные комнаты и т.п. «Воры» же оценивали доступность окон снаружи и вещи, которые можно было бы продать: телевизоры и стереосистемы (дело было давно). Воспоминания участников обеих групп не были безупречными, при этом они различались в зависимости от поставленной задачи.

Виды сканирующих движений

Среди различных типов движений глаз особо выделяются следующие три:

• Cаккады, или быстрые движения.

• Плавные прослеживающие движения, сопровождающие перемещение объекта в поле зрения.

• Микросаккады — мелкие непроизвольные движения во время фиксации на объекте, когда взгляд остается неподвижным лишь непродолжительное время (от 180 до 330 миллисекунд). Эти движения предотвращают адаптацию и «отключение» рецепторных клеток [4].

Конечно же, сами мы этих движений глаз не ощущаем — ничего приятного в этом бы не было. Важно отметить, что большая часть обрабатываемой информации поступает во время фиксационных движений. Получая отдельные фрагментарные изображения, мозг должен заполнять их недостающей информацией, создавая иллюзию непрерывности как в пространстве — ведь мы никогда не сканируем всю сцену целиком, — так и во времени. Заполнение временных промежутков особенно важно, так как между моментами фиксации мы практически слепы к окружающему миру. Речь не идет о полной слепоте, это не ситуация из разряда «все или ничего». Однако информация, которую мы получаем во время саккад, действительно очень бедна по сравнению с той, что поступает во время фиксации. Информацию, полученную во время саккад, мы используем в основном для того, чтобы отличить, какая часть нашего восприятия является результатом движения глаз, а какая относится к подлинному изменению сцены во время фиксации [5].

Выполним несколько простых расчетов. Если мы в среднем каждую секунду совершаем три или четыре саккады и бодрствуем около шестнадцати часов, это значит, что существенную часть этого времени наше зрительное восприятие оказывается кратковременно прерывистым, так как каждое быстрое движение глаз длится от нескольких десятков до нескольких сотен миллисекунд в зависимости от амплитуды. Добавьте к этому еще время на моргание: мы моргаем раз в несколько секунд, и каждое моргание в среднем длится несколько сотен миллисекунд.

Итак, хотя в действительности мы видим мир прерывисто, наше восприятие не фрагментировано, а непрерывно как в пространстве, так и во времени. Встает вопрос: каким образом мозг объединяет отдельные «кадры»?

Процесс слияния изображений

Сводить отдельные изображения в целостный образ нам помогает память. Во-первых, память позволяет правильно «форматировать» получаемую сенсорную информацию и делает ее доступной на несколько мгновений — десятых долей секунды, прежде чем та исчезнет полностью. А во-вторых, воспоминания заполняют пробелы между последовательными образами, используя сохраненную ранее информацию об окружающем пространстве [6].

Процесс слияния и заполнения настолько эффективен, что мы легко можем рассчитать скорость и направление движения объекта. Благодаря этому мы воспринимаем реальность как непрерывный поток, а не последовательность отдельных неподвижных сцен.

Тауматроп — игрушка, впервые описанная Джоном Айртоном Пэрисом в 1825 г. и очень популярная в викторианской Англии, — наглядно иллюстрирует слияние следующих друг за другом изображений. Тауматроп представляет собой плоскую деталь, обычно из картона, дерева или металла, с разными картинками на обеих сторонах (например, птица и клетка или букет и ваза). При быстром вращении игрушки вокруг своей оси два изображения сливаются в одно.

Этот принцип слияния чередующихся образов, вероятно, лежит также в основе номера испанского иллюзиониста Дани Даортиса по мотивам трюка перуанского фокусника XIX в., выступавшего под псевдонимом Человек в маске (L’Homme Masqué) [7]. В этом трюке фокусник разворачивает перед зрителем ряд карт, который содержит всю масть червей по порядку, за исключением того что вместо дамы червей в нем находится дама бубен. Подмена настолько незаметна, что зритель уверен, что видел даму червей, а не бубен.

Также в фокусах используется сенсорная память других органов чувств, например осязательная: фокусник снимает часы с руки зрителя так, что тот ничего не замечает. Прежде чем расстегнуть ремешок, фокусник прижимает корпус часов к запястью жертвы. Возникает следовое ощущение, которое при очередной манипуляции артиста мешает зрителю заметить кражу — ведь еще несколько секунд он ощущает часы у себя на руке [9].

Такие сенсорные воспоминания влияют на так называемое управление усилением контраста. Нейробиологи используют этот термин, чтобы объяснить, как на воспринимаемую интенсивность стимула влияет все, что происходит вокруг непосредственно здесь и сейчас.

Иллюзия непрерывности и кино

Мимолетностью иконической памяти объясняется также фи-феномен — оптическая иллюзия, которая позволяет нам воспринимать непрерывное движение там, где на самом деле есть лишь череда статичных изображений.

Что лежит в основе этого явления? Если нам показывают менее двенадцати изображений в секунду, мы воспринимаем их как череду отдельных картинок, как будто разделенных морганием глаз. Однако, если частоту увеличить, возникает иллюзия непрерывности во времени и кажется, что демонстрируемые последовательно изображения движутся. Например, в аналоговом кино все движение достигается быстрым чередованием отдельных кадров — то есть статичных изображений.

В аналоговом кино самого распространенного формата мы видим двадцать четыре разных изображения в секунду. При этом для подавления эффекта мерцания каждое из них демонстрируется дважды (экономия половины пленки! [10]), а между изображениями вставлены черные кадры такой же длины. Более ста лет назад Томас Эдисон, пионер в области воспроизведения движущихся изображений, предложил использовать 46 импульсов света в секунду, чтобы избежать мерцания. При этой частоте движение кажется естественным, так как сознание не успевает изолированно воспринять каждое статичное изображение — каждый кадр.

В немых фильмах частота кадров регулировалась вручную и поэтому была непостоянной, иногда это даже использовалось как прием. Окончательная скорость зависела от киномеханика: если тот имел «хороший глаз», то мог с успехом синхронизировать частоту