Magyar Tudomány, 2007/02 173. o.

A két kultúra mítosza

Látod? Nem látod? Na látod!

Egy vizuális jelenség tanulmányozását egy természettudós mennyiségileg meghatározható, kísérletileg igazolható méréseken keresztül végzi. Valójában jobban támaszkodik arra, amit mér, mint arra, amit lát; mely utóbbi ebben a szemléletmódban inkább egyéni interpretáció, semmint tudományos adat. A bölcsészettudományi megközelítésben az empíria, ez esetben amit lát a személy, elégséges alap – objektív, kísérletes mérések nélkül – a további logikai, deskriptív vagy interpretatív vizsgálódáshoz.

Az alábbi esettanulmányokban arra láthatunk példákat, hogy milyen megtermékenyítő hatással bír, jelen esetekben a látáskutatás terén, amikor a kutatók bölcsészként hisznek a szemüknek, majd az így megtapasztalt jelenséget egy természettudós objektív módszereivel vizsgálják és elemzik. Az itt szereplő kutatókra általában jellemző, hogy valamely természettudomány területén szerzett módszertani és elméleti háttérrel rendelkeznek, ám kreatív tudományos munkájuk során nem féltek hinni a szemüknek.

Julesz Béla, a pszichoanatómus

Az 1960-as években a korabeli pszichológia mélységészlelésről alkotott nézeteit Julesz Béla, az AT&T Bell Laboratórium mérnök munkatársa forradalmasította. A pszichológiában egészen az 1950-es évek végéig tartotta magát az az elképzelés, hogy a sztereopszis viszonylag magas szintű kognitív folyamat, amit megelőz a monokuláris jelzőmozzanatok és a kontúrok észlelése, figura-háttér szegmentáció, sőt még az alaklátás is.

Ez idő tájt az említett laboratóriumban Julesz többek között random számgenerátorok tesztelésével foglalkozott. A legjobb mintázatfelismerőt, az emberi vizuális rendszert használta a sorokba szekvenciálisan felrajzolt random bitekben előforduló esetleges korreláció detektálására. Julesz radarmérnökként tudta, hogy az álcázások 3D-ben felfedezhetők. Úgy gondolta, érdemes lenne megvizsgálni, hogy a lehető legtökéletesebb kamuflázs is felfedhető-e sztereo bemutatással. A legjobb kamuflázs természetesen a random pontok halmaza, mivel nincs struktúra, alak, forma és semmilyen monokuláris jelzőmozzanat. A szerző egy új technikát dolgozott ki ennek a területnek a vizsgálatára, az úgynevezett random pont sztereogrammot (RPSZ).

Az RPSZ megalkotásához Julesz két azonos random pontmintázatot használt, melyek egyikéhez annak középső területén hozzáadott egy kis eltolást. Az így üresen maradó helyet újabb random pontokkal töltötte ki. Ezekben a mintázatokban, ha monokulárisan nézzük őket, nem fedezhető fel semmilyen struktúra. Ám ugyanezeket sztereoszkopikusan szemlélve az agy detektálja a kis eltolást, és a középső terület mélységben azonnal kiugrik. Julesz ismerte a korabeli binokularitásról és mélységészlelésről alkotott pszichológiai elméleteket, és így tudta, hogy amennyiben azok igazak lennének, a mélységben kiugró négyzet lehetetlen jelenség lenne (Julesz, 1971). Eljutott annak felismeréséhez, hogy a random pont sztereogrammokkal tapasztalt jelenség nem jelent mást, minthogy a sztereo látás nagyon alacsony agykérgi szinten zajló folyamat, és még az alak-háttér szegmentáció, a forma percepció és a felismerés előtt kell hogy bekövetkezzen. A random pont sztereogramm kísérlet a matematikai és pszichológiai látásmód tökéletes kombinációja volt. Ez a fajta tudományos kétnyelvűség, melyet Julesz kulcsfontosságúnak tartott a kreatív alkotásban, egész munkásságát áthatotta.

Julesz megfogalmazásával élve az RPSZ egy „pszichoanatómiai eszköz”, amely közvetlen hozzáférést nyújt az elméhez, és az információáramlás nem invazív módon követhető nyomon a vizuális rendszerben. Ez a felfedezés azután egy teljesen új tudományterületet indított el, a korai látás tudományát, amelyben az alacsony szintű agykérgi folyamatokat (például korrelációkeresés) két azonos random pont kép között (lásd: Glass, 1969) tanulmányozzák matematikai precizitással és biológiai megalapozottsággal a pszichológia szemüvegén keresztül.

Leon Glass, a mintázatkereső

Leon Glass fő érdeklődési és kutatási területe a légzés, a szívritmus és a neurális ritmusok dinamikájának matematikai modellezése. Szerteágazó munkássága során mintegy véletlenül találkozott random pont mintázatokkal, és észrevette, hogy két egyforma aperiodikus random pont mintázatú fóliát egymásra helyezve, és az egyiket eltolva, elforgatva vagy széthúzva egy speciális moiréhatást kapunk. Ezt a jelenséget leírója (Glass, 1969) után Glass-mintázatnak nevezzük (1. ábra). Ezen mintázatok jellegzetessége, hogy egy adott pont körül koncentrálódnak, és ettől a ponttól távolodva fokozatosan eltűnnek. Attól függően, hogy a mintázat az egymásra helyezett fóliák egyikének elforgatásával, felnagyításával, eltolásával avagy ezek kombinációjával jött-e létre, az elemek különböző mikrostruktúráját eredményezi, melyek többek között körkörös, radiális vagy spirális alakúak lehetnek (1.a, 1.b, 1.c, 1.d ábra). Ezen mikrostruktúrákon túl más transzformációk és ezek kombinációi létrehozhatnak még elliptikus, hiperbolikus és egyéb geometriai formákat.

A Glass-mintázat létrejöttét a két egymásra helyezett réteg struktúrája közötti korreláció okozza. Ha a két egyforma réteget enyhén elforgatva tesszük egymásra, az elforgatás középpontja körül koncentrikus körök mintázatát figyelhetjük meg. A mintázat középpontján belül a két réteg egymásnak megfelelő pontjai majdnem egymásra esnek, a középponttól távolodva egymás mellé kerülnek, és ezzel pontpárok körkörös görbéjét hozzák létre. A középponttól egy bizonyos távolságon túl a két réteg megfelelő pontjai már túl távol kerülnek egymástól, és a mintázat többé már nem látható.

A Glass-minták struktúráját megvizsgálva kétszintű vizuális feldolgozási folyamatot képzelhetünk el. Az első szinten szükséges azonosítani a lokális jelzőmozzanatokat az amúgy random mintában, ami nem jelent mást, mint hogy meg kell találni az egyes pontpárokat. A második szakaszban pedig, a lokális jeleket kombinálva a globális struktúra emelődik ki. A feltételezések szerint lokálisan a dipólok párjait az elsődleges látókéreg orientációhangolt sejtjei csoportosítják. Ez a csoportosítás a pontok nagy sűrűsége esetén nehézzé válik, mivel ilyen esetekben nagyszámú pont lesz közelebb a pár egyik tagjához, mint a párja, így nem lesznek egyértelműek a pontpárok. Ám látórendszerünk ez utóbbi esetben is sikeresen és nagyon gyorsan oldja meg a feladatot. E teljesítmény hátterében feltételezhetően a V1 populációs kódolása állhat.

A második feldolgozási szintet, a globális struktúra kiemelését vizsgálva Steven C. Dakin (1997) kimutatta, hogy a megfigyelők pontossága a Glass-mintázat orientációjának megbecsülésében annak a függvénye, hogy az alacsony téri frekvenciájú orientált téri szűrés kimenete rendelkezésükre áll-e. A szűrő modell arra az elképzelésre támaszkodik, hogy a Glass-mintázat lokális statisztikája korlátozza a megfigyelők teljesítményét ebben a feladatban. Más szerzők úgy gondolják, hogy a globális mintaészlelés nem a V1 szűrők szintjén zajlik. Hugh Wilson és munkatársai (1997) amellett érvelnek, hogy például a körkörös Glass-mintázatok észlelésében a V4-es (vizuális 4) agykérgi terület koncentrikusan hangolt egységei vesznek részt. A Glass-mintázat globális észlelésének pontos idegrendszeri magyarázata továbbra is várat magára.

Geier János, a pszichomatematikus

A 2. a ábrán látható, Ludimar Hermann fiziológus által 1870-ben leírt jelenség sok fejtörést okozott mind az akkori, mind a mai tudósoknak, és sokat segített, többek között, a világosságészlelés mechanizmusainak feltárásában. A 2. b ábrán egy egyszerű változtatást láthatunk a rácson: a lokális viszonyok, tehát például a kereszteződések, sávok szélességének megőrzésével a rács hullámossá vált. Ezt a perturbációt Geier János magyar matematikus 2004-ben mutatta be először (Geier, 2004). Ezzel a módosítással az eredeti rács kereszteződésében észlelhető foltok eltűnnek, mely jelenség magyarázatát máig titok fedi.

A Hermann-rács kereszteződéseiben megjelenő foltok hagyományos magyarázata, mely Ewald Hering (Hering, 1878) s később Bruno Baumgartner (Baumgartner, 1960) nevéhez fűződik, abból indul ki, hogy a szem világosságszinteket mérő receptorai nem függetlenül, egyenként és pontszerűen hajtják végre világosságméréseiket, hanem csoportokba, úgynevezett receptív mezőkbe tömörülve döntik el egy-egy apró terület világosságértékét, téri integrációt végeznek. A 3. ábrán definiált receptív mező képezi az alapját a felszínek világosságáról alkotott érzékleteinknek, s magyarázni látszik a Hermann-rács esetén fellépő illúziót is. Ez a felfogás nagyon vonzó, mert közvetlen kapcsolatot teremt a fiziológiai jelenségek világa és az élmény világa között.

A 3. a ábra bal fölső sarkában egy idealizált retinális ganglionsejt receptív mezőt látunk, melyet a 3. b ábra a Hermann-rácshoz viszonyítva is megmutat. Mivel a 3. b ábrán a kereszteződésekben több fény esik a receptív mező negatív (-) választ adó széli gyűrűjére, mint az oldalak mentén, a ganglionsejtek receptív mezőjén belüli összegzés eredménye eltérő lesz. A kereszteződésben, bár a pozitív (+) válasz ugyanakkora lesz, mint az oldalak mentén, több vonódik le belőle a széli gyűrű fokozottabb gátlása (-) miatt. Így a végeredmény az oldalak mentén adott erősebb neurális válasz, ami az agy számára azt jelzi, hogy az oldalak mentén világosabb a felszín, mint a kereszteződésekben. A ganglionsejtek válaszának erőssége erősen korrelál azzal, amit látunk. A Hermann-rács illúzió magyarázata tehát retinális szinten lehet.

A Hermann-rács Geier-féle változata azért különösen érdekes számunkra, mert bár az eddig bemutatott retinális receptívmező-modell ugyanúgy foltokat jósolna a kereszteződésekbe (hiszen a receptív mezők ablakain keresztül itt is ugyanaz látszik), a foltok, úgy tűnik, hiányoznak ebben a speciális esetben. Mit jelent ez? Az új illusztráció természetesen nem cáfolja a laterális gátlásról és retinális receptív mezőkről mondottakat, csak az ezek alapján történő illúzióértelmezést. A Geier-féle változat hatására azt kell gondolnunk, hogy a Hermann-rács nem pusztán a retinális feldolgozás eredménye, hanem olyan agykérgi folyamatok is szerepet játszanak benne, melyek a szomszédos receptív mezőkön keresztül érkező információt összegzik, integrálják.

Edward H. Adelson, a varázsló

Edward H. Adelson egyidejűleg szerezte meg a Yale-en diplomáját fizikából és filozófiából, így egyaránt rendelkezik bölcsészet- és természettudományos háttérrel. Ezek után kísérleti pszichológiából doktorált, s azóta, egyebek mellett, a világosságészlelés és világosságkonstancia jelenségének megértésével foglalkozik. Az MIT Brain and Cognitive Sciences tanszékének munkatársa a vizuális illúziók egy új irányzatát alkotta meg, melyeket eszközként alkalmaz a világosságészlelés mechanizmusainak feltárására.

Ezek a világosságillúziók felfedhetik a vizuális rendszer világosságbecslési folyamatának belső működését, mely feltételezhetően alacsony, közép- és magas szintű mechanizmusokat is magába foglal. A középszintű mechanizmusok kritikusnak tűnnek sok világosságjelenség magyarázatában, ilyen pl. a kontúrok detekciója, elágazások értelmezése és csoportosítások. Adelson számos világosság illúziót alkotott és használt fel perceptuális rendszerünk működésének tanulmányozására, ezek közül az egyik legismertebb a lehetetlen lépcső (5. ábra). Mielőtt ezt bemutatnánk, tisztáznunk kell néhány, a jelenség magyarázatához feltétlenül szükséges terminust.

Luminenciának fogjuk hívni a tárgy felszínéről a szemünkbe jutó fény mennyiségét. Megvilágításnak nevezzük a felszínre beeső fény mennyiségét. Reflektanciának nevezzük a beeső fénynek azt a hányadát, mely visszaverődik a felszínről. A reflektanciát időnként albedónak is hívják, s 0 és 1, vagy 0 % és 100 % között változhat. A luminencia, megvilágítás és reflektancia fizikai dimenziói mellett pszichológiai dimenziókról is kell beszélnünk. Egy felszín szubjektív világosságát észlelt reflektanciája fogja jelenteni, míg fényességét észlelt luminenciája.

A fenti fogalmakat illusztrálja a 4. a és 4. b ábra, ahol a gépi látás ún. belső képi dekompozíciójának alkalmazását látjuk a világosságészlelésre (Adelson – Pentland, 1996). A 2×2-es kockaminta világos- és sötétszürke elemekből áll. A ferdén beérkező megvilágítás eltérően világítja meg a kockák oldalait. A felső „luminencia kép” az alsó két képnek, a „reflektancia képnek” és a „megvilágítás képnek” a szorzataként fogható fel. A p és q négyzeteknek ugyanaz a reflektanciájuk, de különböző a luminenciájuk. A q és r négyzeteknek pedig mind a reflektanciájuk, mind a luminenciájuk különbözik, de ugyanaz a megvilágításuk. A p és r négyzeteknek pedig éppenséggel megegyezik a luminenciájuk, mert az alacsonyabb reflektanciát kiegyenlíti az erősebb megvilágítás. A p és q négyzetek ugyanolyan szürkeárnyalatú festékkel festettnek tűnnek, s így világosságuk egyenlő. Ugyanakkor luminenciájuk, s így fényességük eltér. A p és r négyzetek pedig, bár luminenciájuk azonos, mind világosságban, mind fényességben eltérőek lesznek.

Fizikai oldalról a világosság konstancia problémája a következő képlettel közelíthető meg: L(x,y) = M(x,y)R(x,y). Ahol L(x,z) a luminencia kép, M(x,z) a megvilágítás kép, s R(x,y) reflektancia kép.

Ez annyit jelent, hogy a megfigyelőnek rendelkezésére áll L értéke a kép minden pontjában, s ebből megpróbálja előállítani M és R értékeit. A szorzás eredményéből azonban nem lehet visszakövetkeztetni a szorzótagokat, s a probléma megoldhatatlannak tűnik. Ennek ellenére látórendszerünk elég jól megbirkózik vele. Ez pedig azt kell hogy jelentse, hogy M(x,y) és R(x,y) nem tetszőleges függvények. A világ statisztikai tulajdonságai korlátozzák őket.

Amint a 4. c ábra mutatja, a lokális éldetektorok könnyen zavarba ejthetők, s nem adnak megoldást a problémára. A két bekarikázott szegmensre a lokális detektorok ugyanúgy fognak reagálni, annak ellenére, hogy az egyik hátterében megvilágításváltozás, míg a másikéban reflektanciaváltozás áll. Ahhoz, hogy látórendszerünk ezt felfedezze, az élszegmenseket kontextusukban kell tekintenie. A kontextusra vonatkozó információ egyik remek forrása az élek által alkotott kereszteződésekben van. A 4. d ábrán néhány egyszerű kereszteződésfajta van illusztrálva. Az árnyékokról és a felszín reflektanciájáról ad jelzést a kereszteződés konfigurációja, s a benne szereplő szürkeárnyalatok.

Adelsonnak sikerült illusztrálnia a lehetetlen lépcsővel (5. ábra), hogy az ún. Y-kereszteződések különösen sok információt adnak. A középső, szaggatott vonallal bekerített terület kétértelmű, a csíkokat okozhatja akár árnyék, akár festés. A Y-kereszteződés azonban, úgy tűnik, egyértelmű irányba tereli az értelmezést. Ha letakarjuk a kép jobb oldalát, a csíkok festéknek bizonyulnak, s a bal oldal letakarásával árnyéknak. Ha egyszerre nézzük a két oldalt, az érzéklet ide-oda ugrál a két értelmezés között. Keressük meg a függőleges gerincű Y-kereszteződést a kép bal oldalán! A konfiguráció és a szürkeárnyalatok azt sugallják, hogy a csíkok reflektanciakülönbségnek köszönhetők; a jobb oldali, vízszintes gerincű konfiguráció a megvilágításváltozást kódolja.

Mint említettük, alacsony szintű vagy lokális mechanizmusok nem tudják az illúzió értelmezését megoldani. A jelenlegi magyarázatok egyike a klasszikus helmholtzi magyarázat szellemében olyan nem tudatos következtetéseken alapul, mely a fent említett belső képi dekompozícióra épül (Adelson, 1993). Ez egyben a világosság konstancia egyik fontos mechanizmusa is.

Celeste McCollough, az adaptációs bűvész

Celeste McCollough az 1960-as évek elején szerette volna megismételni Ivo Kohler egyes kísérleteit, melyekhez többek között kétszínű szemüvegeket is használt. Az ezzel való munka során fedezte fel, és publikálta 1965-ben az azóta róla elnevezett jelenséget, az orientációfüggő szín utóhatást. A McCollough-hatás kiváltásához a személy 2-4 percig néz pár másodpercenként váltakozva két különböző irányú (például vertikális és horizontális) és színű (például zöld-fekete és piros-fekete) rácsos mintázatot. Ezután a két különböző rács fekete-fehér változatára nézve, azokat az eredeti színeik komplementer színeire színeződve látja. A hatás nagyon sokáig fennmaradhat, egy kb. tízperces adaptációs szakasz után akár 24 órával később is megfigyelhető (Jones – Holding, 1975).

A McCollough-hatást (MH) három lényeges jellemzője különbözteti meg a klasszikus utóhatásoktól. Az utóhatásokkal szemben nem egy, hanem kétdimenziós (orientáció és szín), hosszú ideig fennmarad, nem csak másodpercekig, valamint a dimenziók között reciprocitás figyelhető meg.

Az MH természetét megfigyelve feltételezhetjük, hogy a vizuális feldolgozás korai fázisához, az elsődleges látókéreghez vagy még korábbi pályákhoz köthető a jelenség. Ezt támasztja alá például az, hogy nem tapasztalható transzfer a két szem között, a hatás érzékenyebb a hullámhosszra, mint a színre, valamint az a tény, hogy kérgi vakságban szenvedő személyek is észlelik az MH-t (Humphrey et al., 1995).

Bár felfedezése óta sokak és sokat foglalkoztak a McCollough-hatással, a hátterében álló adaptáció természete napjainkig sem tisztázott. McCollough magyarázata szerint (1965) az orientáció specifikus éldetektorok szín adaptációjával magyarázható, melyek csökkent érzékenységgel válaszolnak azokra a hullámhosszokra, amelyekkel a közelmúltban erősen ingerelve voltak. Ám a szerző ennél mélyebben nem tárta fel az adaptáció funkcionális mechanizmusait.

Azóta három fő funkcionális hipotézist, modellt javasoltak a jelenség megfejtésére. Az első, legáltalánosabb modell a neurális fáradáson alapszik, mely arra az általános tényre utal, hogy ismétlődő mintázattal való stimuláció kifáraszthatja azokat a neurális mechanizmusokat, melyek a mintázatot kódolják. Ebben az esetben a színes rácsmintázatok fárasztanák ki azokat a neuronokat, amelyek szimultán kódolják az orientációt és a színt (ilyen típusú idegsejteket találtak a majmok elsődleges látókérgében [például Leventhal et al., 1993]). A neurális modell azonban fáradásmodell, aligha plauzibilis, ugyanis nem tudja megmagyarázni az MH több jellegzetességét, például a hosszú időtartamát, ami jóval túlnyúlik az egyszerű neurális folyamatok helyreállási idején.

Több kutatót vonzott az asszociatív tanulásos mechanizmusok bevonása a magyarázatba; az első ilyen modellek egyikét a pavlovi klasszikus kondicionálás kereteiben fogalmazták meg. Ebben a teoretikus keretben (Allan – Siegel, 1993) a szín lenne a feltétlen inger, és az a tulajdonság, amit párosítottunk (itt például a rács orientációja) a színnel, a feltételes inger. Az ellenszín válasz, melyet a szín kivált, lenne a feltétlen válasz. Több párosítás után a feltételes inger (akromatikus rácsozat) önmagában is kiváltja a szín utóhatást (ellenszín válasz) mint feltételes választ. Máig vitatott téma, hogy az MH értelmezhető-e klasszikus kondicionálás eredményeként. Ennek a területnek a terminusai és elvei olyan rugalmasak, hogy nem lehet kritikus kísérletet tervezni annak eldöntésére, hogy ez a magyarázó elv igaz-e vagy hamis.

A harmadik típusú, ún. dekorrelációs modell is az asszociatív tanulás elemeit használja (Barlow, 1990). Ebben a keretben az MH a szín és az orientációt kódoló egységek közötti megnövekedett gátlás eredménye lenne. Az indukciós fázisban, amikor például a vertikális fekete-piros rácsok kerülnek bemutatásra, a pirosságot kódoló neuronok és a vertikálisságot kódoló neuronok egyszerre aktiválódnak. A tesztfázisban, amikor fekete-fehér mintázatokat mutatnak, a vertikálisságot kódoló neuronok gátolják a pirosságot kódoló neuronokat, tehát a piros szín hiánya a színrendszer kimenetét eltolja a zöld szín felé. H. B. Barlow szerint a szín és az orientáció közötti kölcsönös gátlás egy speciális esete lenne a „taszítás szabályának” (law of repulsion). E szabály szerint, ha két inger (azonos modalitásban és/vagy hasonló régiójában a szenzoros mezőnek) gyakran fordul elő együtt, a reprezentációjuk az agyban visszaszorítódik, azaz az egyik reprezentációja gátolja a másikét, így mindkettő gyengébb, mint ha önmagukban jelennének csak meg.

Ahogyan az első kettő, a harmadik típusú magyarázat sem elegendő mértékben kvantitatív, és igazolására nem végeztek részletes szimulációt. A fentiekből kitűnik, hogy a McCollough-hatás valódi idegrendszeri megalapozottsággal is rendelkező magyarázó modellje még mindig nem született meg.

Az itt bemutatott kutatók vizuális illúziók segítségével vizsgálták a látás különböző szintű folyamatait. A vizuális illúziók az észlelés kiélezett helyzetei, ahol sokszor hiányoznak a „természetes” helyzetekben hozzáférhető információk (például a megvilágításról való tudásunk). A fenti kutatók egy része a véletlen, mások kísérletező kedvüknek köszönhetően találkoztak ezekkel a jelenségekkel. Ám ami fontos, hogy az adott helyzetben a szemüknek hittek, és nem a korabeli fennálló elméleteknek, magyarázatoknak, és elkezdték a jelenség szisztematikus kutatását. Ennek köszönhetően ma több és helytállóbb tudással bírunk a vizuális rendszerünk működési folyamatairól.

Kulcsszavak: vizuális illúzió, random pont sztereogramm, Glass-minta, Hermann-rács, lehetetlen lépcső, McCollough-hatás

1. ábra • (a) Aperiodikus random pontokat tartalmazó fólia. (b) Két azonos aperiodikus random pont fólia egymásra helyezve és kis szöggel elforgatva az elforgatás középpontja körül koncentrikus mintázatot hoz létre. (c) Sugaras mintázatot kapunk, ha az egymásra helyezett random pont fóliák egyikét felnagyítjuk. (d) A spirális mintázat létrehozásához a két random pont fólia egyikét a felnagyítás mellett kis szöggel elforgatva helyezzük egymásra.

2. ábra • (a) A bal oldalon a Hermann-rács látható. Figyeljük meg a kereszteződésekben megjelenő illuzórikus sötét foltokat.. (b) A jobb oldalon az előbbi rács Geier-féle változata található. Itt a rácsok foltjai titokzatos módon eltűnnek, amit a retinális ganglionsejtek alapján adott értelmezés nem magyaráz meg.

3. ábra • (a) A retina receptorainak receptív mezőbe való tömörülése. A szem recehártyája a fotoreceptorok rétegén kívül tartalmaz ún. bipoláris és ganglionsejt rétegeket is. A ganglionsejtek több receptor fényre adott válaszát gyűjtik össze apró kör alakú „ablakokon” belül. Ez az ablak az adott ganglionsejt receptív mezője, amin belül egyáltalán reagál fényre. A receptív mező két ellentétes működésű részre tagolódik. Példánkban a mező közepére érkező fény serkenteni fogja a ganglionsejtet (+ válasz), míg a szélére érkező fény inkább gátolni fogja azt (- válasz). A ganglionsejt a + és – értékeket linerárisan összegzi, és az eredményt a látóidegen keresztül eljuttatja az agyba. Vajon a ganglionsejtek összegzett válaszai teljes mértékben meghatározzák, hogy mit látunk? (b) A Hermann-rács illúzió receptív mező alapú magyarázata.

4. ábra • (a) A világosságkonstancia megértését szolgáló kockaminta, és (b) annak belső képi dekompozíciója reflektancia, illetve luminencia képekre. (c) Az élek lokális kétértelműsége. (d) Néhény fontos élkereszteződés fajta. (Adelson után, http://web.mit.edu/persci/gaz/gaz-teaching/)

5. ábra • Lehetetlen lépcső. Balodalt a különböző árnyalatú szürke csíkok különböző festés eredményének látszanak, míg jobboldalt árnyékolás eredményének (Adelson után, http: //web.mit.edu/persci/gaz/gaz-teaching/)

Irodalom

Adelson, Edward H. (1993): Perceptual Organization and the Judgment of Brightness. Science. 262, 2042–2044.

Adelson, Edward H. – Pentland, Alex P. (1996): The Perception of Shading and Reflectance. In: Knill, D. – Richard, W. (eds.): Perception As Bayesian Inference. Cambridge University Press, New York, 409–423.

Allan, Lorraine G. – Siegel, Shepard (1993): Mccollough Effects As Conditioned Responses: Reply To Dodwell and Humphrey. Psych. Review. 100, 342–346.

Baumgartner, G. (1960): Indirekte Größenbestimmung der rezeptiven Felder der Retina beim Menschen mittels der Hermannschen Gittertäuschung. Pflügers Archiv für die Gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere. 272, 21–22.

Barlow, H. B. (1990): A Theory about the Functional Role and Synaptic Mechanism of Visual Aftereffects. In: Blakemore, Colin (ed.): Vision: Coding And Efficiency. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 363–375.

Dakin, Steven C. (1997): The Detection of Structure in Glass Patterns: Psychophysics and Computational Models. Vision Research. 37, 2227–2259.

Hering, Ewald (1878): Zur Lehre vom Lichtsinn. Deuticke, Wien

Hermann, Ludimar (1870): Eine Erscheinung simultanen Contrastes. Pflügers Archiv für die Gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere. 3, 13–15.

Humphrey, G. Keith – Goodale, M. A. – Corbetta, M. – Aglioti, S. (1995): The Mccollough Effect Reveals Orientation Discrimation in a Case of Cortical Blindness. Current Biology. 5, 5, 545–551.

Jones, P. D. – Holding, D. H. (1975): Extremely Long-Term Persistence of the Mccollough Effect. Journal Of Experimental Psychology: Human Perception & Performance, 1, 323–327.

Julesz Béla (1971/2006): Foundations of Cyclopean Perception. University Of Chicago Press/MIT Press

Geier János – Séra L. – Bernáth L. (2004): Stopping the Hermann Grid Illusion by Simple Sine Distortion. ECVP 2004, Abstrakt

Glass, Leon (1969): Moire Effects from Random Dots. Nature. 243, 578– 580.

Leventhal, Audie G. – Thompson, K. J. – Liu, D. – Newman, L. M. – Ault, S. J. (1993): Form Are Not Segregated in Monkey Striate Cortex. Paper Presented at the Annual Meeting Association for Research in Vision and Ophthalmology, Sarasota, Florida, USA.

McCollough, Celeste (1965): Color Adaptation of Edge-Detector S in the Human Visual System. Science. 149, 1115–1116.

Wilson, Hugh R. – Wilkinson, F. – Asaad, W. (1997): Concentric Orientation Summation in Human Form Vision. Vision Research. 37, 17, 2325–2330.

<-- Vissza a 2007/02 szám tartalomjegyzékére

<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra

[Információk] [Tartalom] [Akaprint Kft.]