Lys-illusion får pupillen til at trække sig sammen

Det er et gammelt filosofisk spørgsmål: Når du går på gaden og ser, lugter, hører og føler miljøet omkring dig – i hvilken grad kan du så sige, at du opfatter virkeligheden, som den virkelig er?

Dyr og menneskers evne til at sanse sig selv og omgivelserne har udviklet sig gennem milliarder af år med evolutionen. Nogle gange virker det alligevel, som om hjernen snyder os.

Illusioner sætter dette på spidsen. På billedet foroven ser du to forskellige former sat sammen af ens dele. Den ene form ser ud, som om den har et lysende centrum. I den anden virker midterpartiet mørkere.

Realiteten er, at midterfelterne i de to former er lige lyse. At hjernen opfatter det anderledes, er en optisk illusion.

Pupillen trækker sig automatisk sammen

Norske forskere har nu dokumenteret, at pupillerne faktisk trækker sig sammen, når vi ser på den tilsyneladende lysende form, sammenlignet med når blikket hviler på den anden.

Sammentrækningen sker vældigt hurtigt – i løbet af 100-200 millisekunder. Målingerne er foretaget direkte ved hjælp af et infrarødt videokamera og beskrevet i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS. Forskningen er blevet omtalt af flere tidsskrifter i udlandet.

Tidligere troede man, at en sådan pupilsammentrækning kun blev udløst at stimuli fra en øget lysstyrke – som en ren refleks fra kroppens side – for at forebygge, at nethinden tager skade.

Man har ment, at refleksen stammer fra nogle få nerveceller i lavere strukturer i hjernen, og at ingen højere hjernestrukturer er involveret.

En parallel er kroppens reaktion, når du brænder dig på fingrene og hånden trækker sig væk af sig selv, før du kan mærke, at det gør ondt. Dette sker meget hurtigt, fordi signalet fra fingrenes nerveceller i første omgang ikke går helt op til hjernen. Det går bare ind til rygmarven, før det sendes tilbage til hånden med besked om at trække den tilbage.

Pupilsammentrækningen er også blevet set som en sådan automatisk respons. De nye resultater viser, at dette ikke er korrekt. Fundet rokker ved forståelsen af, hvordan hjernen håndterer oplevelsen af omgivelserne.

Højere hjernefunktioner bliver taget i brug

»Pupillerne trækker sig sammen, når vi ser illusorisk lys. Det er besynderligt, for det, der rammer nethinden, er definitivt ikke mere lyst,« siger Tor Endestad, førsteamanuensis ved Psykologisk institutt og Center for the Study of Human Cognition ved Universitetet i Oslo (UiO).

Pupillerne reagerer altså næsten øjeblikkeligt på det, vi tror, vi ser, i stedet for det, vi rent faktisk ser. Det tyder på, at højere hjernefunktioner er involveret i processen. Hjernens fortolkning af verden ligger til grund for den lynhurtige sammentrækning ved illusorisk lys.

»Dette vender op og ned på ideen om, hvad perceptionsfejl er. Tidligere har man tænkt på det som et sidespor i evolutionen. Nu ser vi det mere som tilpasning og tillærte fænomener,« siger Tor Endestad.

Antagelige unøjagtigheder i sanseinstrumenterne, som evolutionen har udstyret os med, kan tværtimod have udviklet sig for at gøre os bedre rustet til at møde omgivelserne.

Hjernen beskytter øjet

»Måske er det, vi ser, bedre end virkeligheden. Vi konstruerer til dels illusoriske opfattelser, som hjælper os med at fungere bedre og mere præcist,« siger Tor Endestad.

»Jeg er enig,« siger studiets hovedforfatter, professor Bruno Laeng, også ved UiOs Psykologisk institutt og Center for the Study of Human Cognition.

I tilfældet med det illusoriske lys og pupillernes sammentrækning, tror Bruno Laeng, at fænomenet har udviklet sig netop for at beskytte øjet.

»Funktionen er at forebygge, at nethinden bliver skadet. Hvis hjernen tror, at der kan komme et stærkt lys i omgivelserne, vil den meget hurtigt være forberedt på det. Den gør sig klar til noget, som muligvis vil ske,« siger han.

Hjernen taler meget mere med organer end troet

Andre illusioner kan have andre funktioner.

»Det kan tænkes, at forskellige lysfænomener hjælper os med at se detaljer i omgivelserne meget bedre,« siger Tor Endestad.

»Mange af illusionerne reflekterer den bedste fortolkning, vi har af visuel information. Visuel information er vældig tvetydig i sig selv. Det samme billede kan betyde mange ting,« siger Bruno Laeng.

De to forskere mener, at fundet kan bidrage til udviklingen af en ny teori om, hvordan mennesker fungerer i visuelle sammenhænge.

»Her responderer øjet på, hvordan vi tænker, at verden ser ud, og ikke kun på niveauet af energi, som kommer ind gennem pupillen,« siger Bruno Laeng.

»Det betyder, at der er meget mere interaktion mellem sensoriske organer og hjernen, end vi troede. Dette har konsekvenser for fysiologi og neurovidenskab,« siger han.

Pupiller viser, hvordan mennesket virker

I mange forskningsområder er forståelsen af mennesket som et konstruerende væsen blevet stadig mere vigtig.

Det gælder for eksempel forskning i hukommelsen, hvordan vi tager beslutninger, og hvordan vi opfatter os selv.

»Det konstruerende princip er afgørende for at forstå, hvordan vi fungerer som mere end én til én-korrespondance mellem fysiske fænomener og mentale gengivelser af det samme,« siger Tor Endestad.

Han mener, at pupilstudiet viser, hvordan hjernens fortolkning af virkeligheden har en helt afgørende betydning for, hvordan vi automatisk reagerer på omgivelserne.

»Ingen kan bevidst styre sine pupiller, så her har vi en interessant kobling mellem noget vældigt automatisk og noget åbenbart tolkende. Det fortæller meget om, hvordan mennesket virker,« siger Tor Endestad.

Hjernen giver os en fortolkning af virkeligheden

For Bruno Laeng bakker fundet op om filosofiske retninger, som lægger vægt på, at hjernen ikke giver os et spejl af verden, men en kompleks og fortolkende rekonstruktion.

»Det må åbenbart fungere godt, ellers kunne vi ikke være her og snakke og filosofere. Men det er noget andet end at tænke sig, at det, vi oplever, er en direkte repræsentation af omgivelserne,« siger han.

De to forskere smøger nu ærmerne op for at forklare, hvad det er, der forårsager pupillens reaktion på illusorisk lys.

Planen er at videreføre studiet med teknikker som afbilleder hjernens aktivitet, for eksempel fMRI.

© forskning.no Oversættelse: Julie M. Ingemansson