الثبات ـ منوعات

أظهر بحث جديد أن العديد من الأوهام البصرية ناتجة عن قيود في طريقة عمل أعيننا وخلايانا العصبية البصرية، ولا تنتج عن النشاط الدماغي.

وقام الباحثون بفحص أوهام بحيث تؤثر البيئة المحيطة بكائن ما على الطريقة التي نرى بها لونه أو نمطه.

وناقش العلماء والفلاسفة منذ فترة طويلة ما إذا كانت هذه الأوهام ناتجة عن المعالجة العصبية في العين والمراكز البصرية منخفضة المستوى في الدماغ، أو تنطوي على عمليات عقلية عالية المستوى مثل السياق والمعرفة السابقة.

وفي الدراسة الجديدة، شارك الدكتور جوليون تروشيانكو، من جامعة إكستر، في تطوير نموذج يقترح حدودا بسيطة للاستجابات العصبية، وليس العمليات النفسية الأعمق، لشرح هذه الأوهام.

وقال الدكتور تروشيانكو، منجامعة إكستر: "ترسل أعيننا رسائل إلى الدماغ عن طريق جعل الخلايا العصبية تنشط بشكل أسرع أو أبطأ. ومع ذلك، هناك حد لمدى سرعة إطلاقها، ولم تأخذ الأبحاث السابقة في الاعتبار كيف يمكن أن يؤثر هذا الحد على الطرق التي نرى بها الألوان".

ويجمع النموذج المسمى نموذج النطاق الترددي Spatiochromatic Bandwidth Limited (SBL)، معلومات حول كيفية إدراك البشر للأنماط على مستويات مختلفة، جنبا إلى جنب مع افتراض أن رؤيتنا تؤدي بشكل أفضل عندما ننظر إلى المشاهد الطبيعية.

وتم تطوير النموذج من قبل باحثين من جامعتي إكستر وساسكس للتنبؤ بكيفية رؤية الحيوانات للون، ووجدوا أنه يتنبأ بشكل صحيح بالعديد من الأوهام البصرية التي يراها البشر.

واستكشف الباحثون مجموعة من الأوهام التي يبدو أنها تغير لون الأشياء. وفي إحدى الصور، يظهر شريط رمادي على خلفية متدرجة من الأسود إلى الأبيض.

وعلى الرغم من أن الشريط المستطيل عبارة عن ظل كتلة من الرمادي، إلا أنه يبدو أفتح على اليسار وأغمق على اليمين بسبب التدرج اللوني في الخلفية. وهذا يسمى التباين المتزامن، حيث تجعل البيئة المظلمة الأهداف تبدو أفتح، والعكس صحيح.

وتظهر هذه الظاهرة أيضا في صورة أخرى، مع مستطيلين يغطيان خلفية من خطوط سوداء وبيضاء.

وفي حين أن كلا المستطيلين لهما نفس الظل الرمادي، إلا أنهما يبدوان مختلفين مرة أخرى، وهذا يرجع تماما إلى موضعهما في الصورة.

وتُظهر الأوهام مثل هذه "ثبات اللون"، والذي يشير إلى قدراتنا على إدراك الألوان. وتشير الدلائل الجديدة من جامعة إكستر إلى أن الأوهام البصرية المحيرة للعقل ناتجة عن نظامنا العصبي المحدود.

وتسلط النتائج الضوء على شعبية أجهزة التلفزيون عالية الدقة، حيث يشرح الدكتور تروشيانكو: "تخلق أجهزة التلفزيون الحديثة ذات النطاق الديناميكي العالي مناطق بيضاء ساطعة أكثر سطوعا بأكثر من 10 آلاف مرة من الأسود الداكن، وتقترب من مستويات التباين في المشاهد الطبيعية. وكيف يمكن لأعيننا وأدمغتنا أن تتعامل مع هذا التباين هو لغز لأن الاختبارات تظهر أن أعلى تباين يمكن أن نراه نحن البشر على مقياس مكاني واحد هو نحو 200: 1. والأمر الأكثر إرباكا هو أن الخلايا العصبية التي تربط أعيننا بأدمغتنا يمكنها فقط التعامل مع تباينات تبلغ نحو 10: 1. ويوضح نموذجنا كيف يمكن للخلايا العصبية ذات النطاق الترددي المحدود هذا أن تدمج إشاراتها للسماح لنا برؤية هذه التباينات الهائلة، ولكن المعلومات مضغوطة، ما يؤدي إلى أوهام بصرية".

نُشرت الورقة البحثية في مجلة PLOS Computational Biology.