Lys-illusion får pupillen til at trække sig sammen
Hvilken af de to figurer i artiklen er mest lys i midten? Når hjernen snyder dig, er det måske ikke en fejl, men en slags forbedring af virkeligheden.

Disse to illusioner er tilpasset efter et design af psykologen og kunstneren Akiyoshi Kitaoka. Figuren til venstre hedder ”Morning sunlight” og har tilsyneladende et stærkt lys i midten. Den til højre hedder ”Evening dusk”, og her ser midten ud til at være mørkere end baggrunden rundt om. De to figurer er egentlig lige lyse. (Figurer: Bruno Laeng, Tor Endestad og Akiyoshi Kitaoka)

Disse to illusioner er tilpasset efter et design af psykologen og kunstneren Akiyoshi Kitaoka. Figuren til venstre hedder ”Morning sunlight” og har tilsyneladende et stærkt lys i midten. Den til højre hedder ”Evening dusk”, og her ser midten ud til at være mørkere end baggrunden rundt om. De to figurer er egentlig lige lyse. (Figurer: Bruno Laeng, Tor Endestad og Akiyoshi Kitaoka)

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.

Øjet snyder os måske. Det er ikke sikkert, at det vi oplever er en direkte repræsentation af omgivelserne. (Foto: Colourbox)

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

Bruno Laeng, professor ved UiO. (Foto: UiO)

»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.

Tor Endestad, førsteamanuensis ved UiO. (Foto: UiO)

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.

Bruno Laeng og Tor Endestad brugte også disse illusioner, hvor Pacman-former giver en illusion af konturer rundt om en hvid trekant. Når Pacman-formerne drejes, forsvinder illusionen. Den hvide trekantillusion gav også pupilsammentrækninger, men ikke så kraftige som ”Morning sunlight”. (Figurer: Bruno Laeng og Tor Endestad)

»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

Pupillen:

Pupillen er en åbning midt i øjets regnbuehinde. Størrelsen på åbningen regulerer mængden af lys, som rammer nethinden.

Hos mennesket er pupillen rund, men den kan være oval eller spalteformet hos andre arter.

Når det er mørkt, vil pupillerne udvide sig for at lukke mere lys ind, så vi kan se bedre. Når det er lyst, trækker pupillerne sig sammen for at beskytte øjet mod for meget lys.

Flere studier har vist, at udvidelse af pupillen også kan forårsages af, at du bliver interesseret i noget, at der sker noget nyt, eller at du bliver seksuelt stimuleret. Her har det længe været kendt, at kognitive processer er involveret. Dette adskiller sig fra pupilsammentrækningen på grund af hastigheden.

Udvidelsen sker i løbet af et sekund eller to, og kan derfor karakteriseres som en sideeffekt.

Sammentrækningen, når vi ser på illusioner af lys, sker i løbet af 100-200 millisekunder, altså ved samme hastighed, som når vi rent faktisk sender lys direkte ind i øjet.

Dette er grunden til, at forskerne mener, at sammentrækningen er en evolutionær tilpasning.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om de utrolige billeder af Jupiter her.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk