Optiske illusioner giver vigtig viden om, hvordan vi oplever verden

Snurrende cirkler, bøjede, lige linjer og flimrende farveskift på tilsyneladende døde og stille tegninger.

Optiske illusioner kan sætte sindene i kog hos de fleste. De 'fucker' nemlig med vores hjerne, og netop denne drilske evne gør dem interessante for videnskaben.

Det fortæller hjerneforsker Susana Martinez-Conde, der er professor ved State University of New York, til Videnskab.dk.

Susana Martinez-Conde er formand for foreningen ‘Neural Correlate Society’, der siden 2005 har stået bag ‘Best Illusion of the Year Contest’ - en konkurrence, der sætter fokus på optiske illusioners videnskabelige potentiale.

»Optiske illusioner er et fantastisk værktøj til at skabe bro mellem videnskaben og den bredere offentlighed. Illusioner er noget, alle kan opleve og forstå. Det behøver man ikke være hjerneforsker for, og de kan give folk en forståelse af hjernen, som normalt kan være meget abstrakt,« forklarer Susana Martinez-Conde.

Illusioner er et »smuthul« til hjernen

Susana Martinez-Conde har i mere end 10 år forsket i, hvordan optiske illusioner påvirker hjernens neurale mekanismer.

I 2017 udgav hun bogen Champions of Illusion: The Science Behind Mind-Boggling Images and Mystifying Brain Puzzles, der går bag om videnskaben i mange forskellige optiske illusioner.

Hjerneforskeren forklarer til Videnskab.dk, at man kan se optiske illusioner som en slags »smuthuller«, der kan gøre os klogere på, hvordan vores hjerner fungerer.

Når vi ser en optisk illusion, bliver vi nemlig meget bevidste omkring, at den måde, vi oplever virkeligheden på, i bund og grund er en simulation, som vi alle konstruerer inde i vores hoveder, forklarer hun:

»Illusionerne synliggør den dissonans (mislyd, red.), som findes mellem verden og vores perception af verden, og det skaber nogle, videnskabeligt set, ekstremt interessante observationer,« fortæller Susana Martinez-Conde og uddyber:

»Når vi oplever denne dissonans i optiske illusioner, så vil man på en eller anden måde kunne se den i hjernens neurale mekanismer, og når man har fundet den, så er det som et smuthul ind til nogle konkrete neurale mekanismer, som man kan udnytte.«

Slange-illusion gør hjernen forvirret

Susana Martinez-Conde nævner illusionen the Rotating Snake som en illusion, hun er lykkedes med at forstå de neurale mekanismer bag.

Når man ser på illusionen, ser det ud, som om mønstrene bevæger sig. Det sker, fordi hjernen et sted i sine vesikler (partikler, der dannes i alle celler og transporterer forskellige stoffer (fedt, protein, hormoner etc.)) producerer de samme neuroner, som den producerer, når den ser på noget i bevægelse.

Ifølge Susana Martinez-Conde har det noget med illusionens farver at gøre. De skaber en klarheds-effekt, som, hvis den kombineres med lidt bevægelse af øjnene, stimulerer hjernen til at skabe en oplevelse af bevægelse.

Reelt set kan hjernen ikke kende forskel på illusionen og rigtige bevægelser, og på den måde kan the Rotating Snake-illusionen ses som et »smuthul« til at forstå, hvordan hjernens neurale mekanismer skaber en oplevelse af bevægelse.

Få optiske illusioner er ens

Rotating Snake-illusionen er dog kun en af de få illusioner, som man forstår så præcist.

Og det er ikke engang, fordi man forstår den til fulde. For eksempel ved man endnu ikke, hvorfor ældre mennesker har sværere ved at se den end yngre mennesker, forklarer Susana Martinez-Conde.

De direkte »smuthuller« gennem optiske illusioner og ind til hjernens neurale mekanismer er altså sjældne.

Det skyldes ifølge Susana Martinez-Conde, at man endnu ikke har observeret nogle overordnede og gennemgående principper for, hvordan optiske illusioner påvirker hjernen.

»Nogle illusioner er nemme at se i det neurale system, mens andre kan være meget svære. Man ser også, at to optiske illusioner, der måske minder om hinanden, skaber vidt forskellige neurale mekanismer, mens to, der omvendt, ikke minder om hinanden, skaber ens neurale mekanismer.«

Der er mere en 2.000 områder i hjernen, der kan komme i spil, når vi ser noget, tilføjer hun.

»Problemet er, at når man har opdaget en illusion, så ved man ikke med det samme, hvilke neurale mekanismer der er i spil. Det kan tage mange år at finde ud af,« fortæller hun.

Afstand til nethinden viser, hvor god en illusion er

Ét princip kan hun dog nævne, men det hjælper os ikke til at forstå, hvad de forskellige illusioner gør ved hjernen.

»Vi har observeret, at illusioner, der går ind og trigger de neurale mekanismer helt tæt inde omkring nethinden, har en tendens til at virke på næsten alle mennesker. Mens de, der trigger de neurale mekanismer længere væk fra nethinden, virker på færre mennesker,« forklarer hun.

Så der er altså en skala (afstanden fra nethinden), hvor man kan gå ind og se, hvor sandsynligt det er, at en optisk illusion virker på mange eller få - men igen fortæller den viden os ikke, hvordan illusionerne konkret manipulerer med hjernen.

Leger med vores erfaring og opmærksomhed

Bevæger vi os op fra det svært tilgængelige netværk i vores hjerner, kan forskningen godt forklare lidt mere forenklet, hvordan optiske illusioner manipulerer med os.

Ifølge Albert Gjedde, professor i neurobiologi ved Syddansk Universitet, leger optiske illusioner ofte med to ting:

1. Vores erfaring
2. Vores opmærksomhed

Fra den, vi fødes, begynder vi at erfare en masse, og den erfaring spiller os nogle gange et puds i vores perception af verden.

Han giver et eksempel med vores hjernes evne til at skabe farver.

»Hvis du har en rød bil, som du ser om dagen i sollys og om natten i mørke, så skifter den i realiteten farve. Men fordi du bruger erfaringen, så vil du blive ved med at se den som rød i en eller anden grad, selvom den faktisk har en anden farve. Her går vores hjerne ind og korrigerer for os på baggrund af vores erfaringer af verden,« forklarer han til Videnskab.dk.

Kjole-gate stiller afgørende spørgsmål

Susana Martinez-Conde anerkender, at vores erfaringer i verden er vigtige for vores perception, men hun understreger også, at »det er meget usikkert og til stor debat«, hvornår det er vores erfaringer, og hvornår det er vores genetik, der bestemmer, hvad vi opfatter.

Hun nævner eksemplet med billedet af en kjole, der gik viralt i 2015. Billedet delte internettet i to:

1. Nogle så den som hvid og guldfarvet
2. Andre som sort og blå

»Det interessante med kjolen er, at farverne, vi ser, er afhængig af vores hjerners opfattelse af det gule og blå lys. Farverne er vigtige for os, for det er i spektret mellem disse to, vi udvikler vores farvesyn. Den gule farve kommer fra Solen, og den blå fra himlen,« forklarer Susana Martinez-Conde og uddyber:

»De, der ser kjolen som guld og hvid, har et visuelt system, der ser den i skygge. De, der ser den som blå og sort, ser den i direkte sollys. Spørgsmålet er så, om det skyldes folks genetik eller de erfaringer, som det visuelle system har udviklet, og det er meget svært at svare på.«

Vores sanse-evner er begrænsede

Et andet trick, der ifølge Albert Gjedde oftest bruges, har med opmærksomhedsforskydning at gøre.

Se eventuelt videoen her, inden du læser videre.

Uanset, hvad du bemærkede i videoen, er den et kendt eksempel på, hvordan vores opmærksomhed bevist manipuleres gennem optiske illusioner.

Grunden til, at vi er let tilbøjelige til at lade os manipulere, når vores opmærksomhed forskydes, skyldes, at at vores sanser er meget begrænsede.

Vi kan simpelthen ikke sanse alt.

Derfor stykker hjernen tit ting sammen for os på baggrund af ret skrabet information. Den gætter nærmest, og det er det, der skaber en optisk illusion.

»Jeg sidder for eksempel her og kigger på mit skrivebord, og foran mig kan jeg se en hvid væg, der er firkantet, men at den er firkantet er blot noget, som min hjerne konkluderer for mig. Den indsamler den vigtigste information, og så fylder den resten ud med huller,« fortæller Susana Martinez-Conde.

»Og det er jo praktisk, for så går vi ikke ind i ting hele tiden for eksempel. Men nogle gange kan hjernen manipuleres på måder, hvor den tager fejl, og det er det, der sker ved en optisk illusion,« tilføjer hun.

Hovedbudskabet er...

Albert Gjedde kalder optiske illusioners evne til at give os viden om, hvor begrænsede vores sanser er, for »en vigtig erkendelse«:

»For mig er det hovedbudskabet, når vi taler om optiske illusioner; at vi konstruerer virkeligheden, som vi oplever, hele tiden. Den er baseret på arv og genetik og vores praktiske erfaring.«

Susana Martinez-Conde håber, at optiske illusioner - foruden forskning i hjernen - kan bruges til at skærpe vores kritiske tankegang.

»Jeg tror på, at det, at de optiske illusioner viser nogle ret håndgribelige erfaringer af, at vores oplevelse af verden aldrig er én objektiv sandhed, kan være med til at lære især unge mennesker at tænke kritisk.«