Bạn đã bao giờ nhìn thấy một bức tranh trông khác nhau tùy thuộc vào cách bạn nhìn vào nó chưa? Ví dụ: hình ảnh đen trắng dường như có màu sắc hoặc hình dạng dường như thay đổi kích thước hoặc hướng? Đây là những ví dụ về ảo ảnh thị giác và chúng tiết lộ một số khía cạnh hấp dẫn về cách mắt và não của chúng ta xử lý thông tin thị giác.
Xem thêm: Khoa học về trí nhớ: Cách bộ não lưu trữ và hồi tưởng
Điều gì gây ra ảo ảnh thị giác?
Ảo ảnh thị giác không phải do mánh khóe của tâm trí gây ra mà do hạn chế của mắt và não. Đôi mắt của chúng ta có một mức độ nhạy cảm hạn chế với ánh sáng và màu sắc, và bộ não của chúng ta có khả năng hạn chế để xử lý các tín hiệu mà chúng nhận được từ mắt.
Để khắc phục những hạn chế này, hệ thống thị giác của chúng ta đưa ra các giả định và dự đoán dựa trên kinh nghiệm và kiến thức trước đây của chúng ta về thế giới. Đôi khi, những giả định và dự đoán này sai, và chúng ta thấy điều gì đó không thực sự tồn tại.
Một loại ảo giác thị giác được gây ra bởi cách mắt và não của chúng ta phản ứng với các mẫu ở các quy mô khác nhau. Ví dụ: khi chúng ta nhìn vào một mẫu bàn cờ, chúng ta thấy một số ô vuông sáng hơn và một số ô vuông tối hơn, ngay cả khi chúng thực sự có cùng một sắc độ xám.
Điều này là do mắt của chúng ta so sánh độ sáng của từng ô vuông với các ô lân cận và bộ não của chúng ta điều chỉnh nhận thức của chúng ta cho phù hợp. Điều này được gọi là ảo ảnh tương phản.
Một loại ảo ảnh thị giác khác là do cách mắt và não của chúng ta diễn giải các hình dạng và đường nét. Ví dụ, khi chúng ta nhìn vào một hình có những khoảng trống trong đường viền của nó, chúng ta có xu hướng điền vào những phần còn thiếu và nhìn thấy một hình hoàn chỉnh.
Điều này được gọi là một đường viền ảo tưởng. Tương tự, khi chúng ta nhìn vào một hình có các cạnh không rõ ràng, chúng ta có xu hướng thấy nó lồi hoặc lõm, tùy thuộc vào hướng của nguồn sáng. Đây được gọi là chiều sâu ảo tưởng.
Các nhà khoa học nghiên cứu ảo ảnh thị giác như thế nào?
Ảo ảnh thị giác là công cụ hữu ích để nghiên cứu cơ sở thần kinh của quá trình xử lý thị giác. Bằng cách tạo ra các kích thích tạo ra ảo ảnh có thể dự đoán được, các nhà khoa học có thể đo lường cách các phần khác nhau của hệ thống thị giác phản ứng với chúng.
Ví dụ, bằng cách ghi lại hoạt động điện của tế bào thần kinh ở các khu vực khác nhau của não, các nhà khoa học có thể xác định tế bào thần kinh nào tham gia vào việc tạo ra hoặc giải quyết ảo ảnh.
Một khu vực của não đã được nghiên cứu rộng rãi liên quan đến ảo ảnh thị giác là khu vực thị giác V4. Khu vực này nằm ở thùy chẩm, chịu trách nhiệm xử lý thông tin về màu sắc và hình dạng.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng các tế bào thần kinh trong V4 có kích thước và hình dạng khác nhau của các trường tiếp nhận, đó là các vùng không gian thị giác mà mỗi tế bào thần kinh phản ứng. Một số tế bào thần kinh có trường tiếp nhận nhỏ tập trung vào các chi tiết nhỏ, trong khi những tế bào thần kinh khác có trường tiếp nhận lớn tích hợp thông tin từ các vùng lớn hơn.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng kích thước và hình dạng của trường tiếp nhận quyết định cách một tế bào thần kinh phản ứng với các hình ảo ảnh. Ví dụ, các tế bào thần kinh có trường tiếp nhận nhỏ có xu hướng chỉ phản ứng với các cạnh vật lý, trong khi các tế bào thần kinh có trường tiếp nhận lớn có xu hướng phản ứng với cả các cạnh vật lý và ảo ảnh. Điều này cho thấy rằng các tế bào thần kinh V4 đóng một vai trò trong việc xây dựng các đường viền và hình dạng từ đầu vào không đầy đủ hoặc mơ hồ.
Ảo ảnh thị giác là hiện tượng hấp dẫn thách thức trực giác và trí tò mò của chúng ta. Chúng cũng là những nguồn thông tin sâu sắc và nguồn cảm hứng quý giá cho khoa học và nghệ thuật. Bằng cách khám phá những ảo ảnh thị giác, chúng ta có thể làm phong phú thêm sự hiểu biết và đánh giá cao bản thân và thế giới xung quanh.