Фокусы мозга: Как нейронаука объясняет иллюзии восприятия - Хорди Ками

проецирования со скоростью восприятия. Правда, нередко механики немного ускоряли ленту, чтобы сэкономить пару минут и втиснуть в афишу лишний сеанс. Но манипуляции с частотой кадров служили и художественным целям. В одном и том же фильме скорость частей подстраивали так, чтобы боевые эпизоды казались более энергичными и стремительными, а романтические — неторопливыми и созерцательными [8]. С появлением звукового кино, когда на пленку была добавлена звуковая дорожка, эта практика исчезла. Диалоги и музыка должны были синхронизироваться с изображением.

Эксперименты с подбором кадровой частоты для оптимизации зрительного восприятия ведутся до сих пор. Выпускается кино с частотой более 48 кадров в секунду, а экспериментальные технологии позволяют снимать даже рекордные 100–120 кадров в секунду. При этом изображения сменяют друг друга так быстро, что даже неосознаваемое восприятие изменений становится невозможным.

Таким образом, иллюзия непрерывности позволяет нам наслаждаться кино, а также, как мы увидим позже, и множеством фокусов.

Иллюзия непрерывности и звук

Человек слышит звуки в диапазоне от 20 до 20 000 герц. Например, самая низкая нота на обычном фортепиано вибрирует с частотой около 27,5 герц, что примерно соответствует минимальной частоте, при которой мы начинаем воспринимать последовательность картинок как непрерывное движущееся изображение. (В аналоговом кино используется частота около 48 кадров в секунду.)

Когда молекулы вибрируют примерно с такой скоростью, звук, который слышим, кажется непрерывным. А значит, мы создаем иллюзию непрерывности звука, бессознательно заполняя пробелы в акустических данных. Приведем цитату из книги Дэниела Левитина «На музыке. Наука о человеческой одержимости звуком» [11] (This Is Your Brain on Music):

Если в детстве вы вставляли игральные карты в спицы велосипедного колеса, то вот вам иллюстрация этого принципа: если колесо вращается медленно, вы слышите отдельные щелчки карты по каждой спице. А если разогнать его до определенной скорости, то щелчки сольются в один звук — непрерывное жужжание, которому можно подпевать, потому что у него есть определенная музыкальная высота [9].

Иллюзия непрерывности:

общий характер процесса

Процессы извлечения и интерпретации данных, заполнения и конструирования иллюзии непрерывности затрагивают не только органы чувств. Это общий принцип работы мозга. Например, когда вы находитесь в людном месте, ваш слух воспринимает множество голосов в виде наложенных друг на друга звуковых волн. Однако мозг способен на удивление хорошо разделять их. Мозг справляется с этой задачей, поскольку, как и в случае со зрительными стимулами, выделяет определенные особенности и встраивает их в собственную интерпретацию услышанного. Если часть слова в предложении пропадает — например, из-за кашля, — мозг производит «фонематическую реконструкцию». Подобно тому как мозг заполняет пробел в изображении, маскируя слепое пятно сетчатки, или улучшает низкое разрешение периферического зрения, фонематическая реконструкция «заполняет» недостающий звук.

Фонематическая реконструкция, как и зрительная, зависит от контекста, в котором мы слышим слова. Это значит, что слово, которое вы, как вам кажется, услышали в начале предложения, может повлиять на то, какое слово вы распознаете в конце, если оно прозвучит недостаточно четко. Приведем пример. Представьте, что вы слышите фразу «Он расколол полено». Конечно же, вы без труда поймете, что речь идет о колке дров. Но если фраза будет начинаться со слов «он разбил…», то, скорее, вы интерпретируете те же самые звуки как «колено».

Как подробно описано в главе 8, аналогичные процессы происходят в мозге, когда мы вызываем воспоминания, бессознательно и автоматически дополняя их деталями. Например, видя человека впервые, вы можете вообразить его характер, исходя из внешности, этнической принадлежности или каких-то черт, которые вам покажутся знакомыми.

Слепота к изменениям

С иллюзией визуальной непрерывности связано еще одно интересное явление — слепота к изменениям.

Когда мы с помощью непрерывных движений глаз реконструируем зрительную сцену, мы вносим искусственные изменения в информацию, получаемую каждым зрительным нейроном.

https://youtu.be/OK_Zqnmpfv4

Рис. 4.1. Тест с постепенным изменением

Зрительные нейроны предназначены для обнаружения изменений и не активируются, пока зрительные стимулы остаются постоянными, — это явление известно как адаптация. Однако зрительные стимулы, воздействующие на сетчатку, меняются не только когда что-то меняется во внешнем мире, но и когда мы двигаем глазами, хотя окружающая картина остается стабильной. Наши нейронные сети игнорируют эти движения глаз и ведут себя так, будто мы временно становимся слепы к таким изменениям, даже если они происходят очень медленно или совпадают с тем или иным зрительным разрывом.

Исследования слепоты к изменениям показали, что весьма существенные изменения в наблюдаемой сцене могут остаться незамеченными, если совпадут с моментом прерывания (таким как моргание, движение глаз, вспышки или внезапные изменения направления движения в пределах сцены) — даже если мы смотрим именно туда, куда нужно [10]. Очень постепенные и плавные изменения также могут ускользать от внимания, как показано в видеоролике «Тест с постепенным изменением» (рис. 4.1).

В этой иллюзии оттенок пола карусели очень медленно меняется от красноватого в начале видео до фиолетового в конце. Мы подвержены такой «слепоте» из-за ограничений, присущих кратковременной памяти. Кратковременная память не в состоянии обрабатывать всю получаемую информацию и в режиме реального времени сравнивать прошлое состояние с настоящим, например новую сцену с той, что была перед ней, если только изменения не выражены настолько сильно, что привлекают наше внимание [11].

https://youtu.be/I9veB9kz7z4

Рис. 4.2.1. «Кто это сделал?»

https://youtu.be/tTjSDOSw76k

Рис. 4.2.2. «Фокус с картой, меняющей цвет»

Но в жизни чаще всего и не нужно, чтобы наша кратковременная память функционировала таким образом. Обычно мир не успевает существенно измениться, пока мы моргаем или совершаем быстрые движения глазами. А раз подобные изменения практически не влияют на выживание человека, то мозг и не выработал специального способа для их обнаружения. Эволюция предпочла распределить скудные ресурсы нашего мозга с большей пользой. Другими словами, с точки зрения эволюции нам выгоднее быть практически слепыми к значительной части изменений вокруг, пусть иногда это и приводит к побочным эффектам.

Впрочем, некоторые ситуации действительно могут быть опасными из-за слепоты к изменениям. Например, водители рискуют не заметить велосипедиста в условиях городского движения. Чтобы повысить безопасность велосипедистов, лондонский оператор общественного транспорта Transport for London в 2008 г. выпустил информационный видеоролик, в котором использовался эффект слепоты к изменениям. В ролике под названием «Кто это сделал?» (Whodunnit?) актеры разыгрывают сценку