Galileos Optische Täuschung Von Der Neurowissenschaft Erklärt

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Eine von galileo erstmals entdeckte optische täuschung mit blick auf planeten entsteht durch die fähigkeit des menschen, helle gegenstände auf dunklen hintergründen besser zu sehen als dunkle auf hellen hintergründen, so eine neue studie.

Ein hellfarbiges Objekt auf dunklem Hintergrund erscheint größer als ein dunkles Objekt auf hellem Hintergrund. Bis vor kurzem wusste niemand, warum.

Nun zeigt eine Studie, dass ein Unterschied in der Reaktion der Gehirnzellen auf Licht und Dunkelheit die Illusion erklären könnte. Neuronen, die auf helle Objekte reagieren, können die Objekte stärker verzerren als Neuronen, die auf dunkle Objekte reagieren - möglicherweise ein Vorteil für menschliche Vorfahren, die bei schlechten Lichtverhältnissen, z. B. nachts in der afrikanischen Savanne, sehen müssen.

Die verzerrte Reaktion auf Licht könnte sogar darauf hindeuten, warum das Lesen bei schwachem Licht für Ihre Augen schlecht ist, sagten die Forscher. [Augentricks: Galerie der visuellen Illusionen]

"Jedes Mal, wenn wir über Unschärfe in einem Bild nachdenken, denken wir normalerweise über Optik nach", sagte Dr. Jose-Manuel Alonso, ein Neurowissenschaftler am College of Optometry der State University of New York und Leiter der heute ausführlichen Studie (10. Februar). in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences. "Was wir jedoch sehen, ist, dass es eine andere Komponente gibt - die Neuronen selbst", sagte Alonso gegenüber WordsSideKick.com.

Galileos Beobachtung

Als der italienische Astronom Galileo die Planeten beobachtete, bemerkte er etwas Seltsames. Mit hellerem Auge wirkte die hellere der beiden Planeten Venus größer als Jupiter, aber durch ein Teleskop betrachtet, war Jupiter deutlich größer.

Galileo glaubte, dass die Linse des menschlichen Auges diese sogenannte "Bestrahlungsillusion" verursachte. Der deutsche Physiker Hermann von Helmholtz zeigte jedoch, dass dunkle Objekte ebenso wie helle Objekte verzerrt werden sollten, wenn die Optik des menschlichen Auges schuld wäre.

In der neuen Studie nahmen Alonso und seine Kollegen Elektroden auf, um die elektrischen Signale von Neuronen in den Sichtbereichen von betäubten Katzen, Affen und menschlichen Gehirnen aufzuzeichnen, während die Forscher den dunklen Formen des Tieres und des Menschen auf hellem Hintergrund zeigten dunkler Hintergrund oder helle oder dunkle Formen auf grauem Hintergrund.

In dieser Illusion erscheint das weiße Quadrat auf einem schwarzen Hintergrund größer als das gleich große schwarze Quadrat auf einem weißen Hintergrund.

In dieser Illusion erscheint das weiße Quadrat auf einem schwarzen Hintergrund größer als das gleich große schwarze Quadrat auf einem weißen Hintergrund.

Das visuelle System hat zwei Hauptkanäle: Neuronen, die auf leichte Dinge empfindlich sind, werden "ON" -Neuronen genannt, während Neuronen, die auf dunkle Dinge ansprechen, "OFF" -Neuronen genannt werden. Die Forscher nahmen aus beiden Arten von Neuronen in den Experimenten auf.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die OFF-Neuronen auf dunkle Formen auf hellem Hintergrund vorhersagbar und linear reagierten. Dies bedeutet, je mehr Kontrast zwischen einem dunklen und einem hellen Objekt besteht, desto aktiver sind diese Neuronen. Die ON-Neuronen reagierten jedoch unverhältnismäßig stark auf helle Formen auf dunklem Hintergrund, was bedeutet, dass sie bei gleichem Kontrast eine größere Reaktion zeigten.

Die Verzerrung lichtempfindlicher Neuronen liefert schließlich eine Antwort auf Galileos Rätsel. Venus, ein helles Objekt auf dunklem Hintergrund, erscheint unverhältnismäßig größer als Jupiter, ein weiter entferntes und somit dunkleres Objekt.

Licht in der Nacht

Die verzerrte Sichtweise erweist sich für Menschen als sehr nützlich, sagte Alonso: "Wenn Sie sich an einem sehr dunklen Ort befinden, können Sie kleine Mengen Licht sehen." Dies wäre hilfreich, um beispielsweise nachts auf Raubtiere aufmerksam zu machen. Aber tagsüber sind mehr dunkle Objekte sichtbar, daher ist es besser, dass diese nicht verzerrt sind, sagte Alonso.

Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass die Verzerrung tatsächlich auf der Ebene der Photorezeptoren, der lichtempfindlichen Zellen im Auge selbst, auftreten kann und nicht tiefer im Gehirn. (Dies steht im Gegensatz zu Galileos Ansicht, dass die Augenlinse irgendwie an der Illusion schuld war.)

Eine stärkere Reaktion auf Licht als auf Dunkelheit kann wichtig sein, wenn sich das Sehvermögen eines Babys entwickelt. In den ersten Wochen nach der Geburt eines Babys ist das Sehen verschwommen, was zu einer Hell-Dunkel-Verzerrung führen kann.

Die Ergebnisse könnten auch neue Fenster für das Verstehen von Problemen mit der Sichtweise öffnen. Wissenschaftler glauben, dass Unschärfe Bedingungen wie Kurzsichtigkeit oder Kurzsichtigkeit verursacht. "Wir denken jetzt, dass" neuronale Unschärfe "ein wichtiger Teil dieser Geschichte sein könnte", sagte Alonso.

Die neuronale Unschärfe kann sogar die Ansicht stützen, dass das Lesen bei schwachem Licht für die Augen einer Person schlecht ist, obwohl das Subjekt für eine weitere Studie bleibt.

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Videoergänzungsan: Illusion: Das getäuschte Gehirn.




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