Keď mozog klame

Naše oči a hlavne náš mozog nás často klamú. Mozog to robí to preto, aby zefektívnil svoje fungovanie, a domýšľa si z prechádzajúcich skúseností. To sa dá šikovne využiť na pobavenie rôznymi optickými ilúziami. Môžeme ich nájsť všade, od krátkych internetových článkov až po veľké atrakcie v zábavných parkoch.

Optické klamy fungujú na viacerých princípoch a všetky naplno využívajú nedokonalosti ľudského mozgu. Ten sa snaží vždy efektívne dopĺňať chýbajúce informácie, predpokladať tvary či odhadovať veľkosti. Mnoho optických klamov koluje internetom či časopismi už roky. Niektoré techniky sa používajú často, iné sú menej známe.

Veľkosť a perspektíva

Amesova miestnosť a jej náčrt pri pohľade zhora, foto wikipédia/mosso, CC BY 2.0

Veľkosť kruhu uprostred zoskupenia kruhov inej veľkosti je pekný príklad toho, ako mozog všetko porovnáva a vyhodnocuje. Dva rovnako veľké červené kruhy sa javia ako rôzne veľké, keď je jeden z nich obklopený menšími modrými kruhmi a druhý väčšími.
Na porovnávaní a aj na predošlej skúsenosti mozgu funguje ilúzia veľkosti bordového obdĺžnika na koľajniciach. Perspektíva trate ide do diaľky, a preto predpokladáme väčšiu veľkosť vzdialenejšieho objektu. Tak by to aj bolo v reálnom svete. Na dvojrozmernej stránke časopisu sú však obdĺžniky identické.
Na princípe oklamania našej skúsenosti z perspektívy funguje aj atrakcia v zábavných parkoch s názvom Amesova miestnosť. Pri pohľade z určeného miesta miestnosť vyzerá, že má štandardný obdĺžnikový tvar. No ľudia pohybujúci sa vnútri menia neintuitívne svoju veľkosť a v mozgu vzniká nepresná interpretácia deja. Je to v dôsledku špeciálneho tvaru miestnosti, ktorá je navrhnutá a zdeformovaná tak, aby z jedného pohľadu vytvorila presnú perspektívu rovnej miestnosti, aj keď v skutočnosti je jedna jej strana natiahnutá do diaľky.

Dopĺňanie a pohyb

Ľudský mozog si rád aj vymýšľa a dopĺňa do obrazu neexistujúce objekty. Najznámejším klamom tohto typu je pravdepodobne tzv. Hermannova mriežková ilúzia, pri ktorej sa objavujú a miznú kruhy na priesečníkoch mriežky počas prechádzania pohľadom po takomto obrázku. Existuje jej viacero variácií a občas ju môžete vidieť aj nečakane pri pohľade na niektoré architektonické prvky na budovách, či už vo väčšej alebo menšej mierke. Z diaľky je ju možné vidieť napríklad na celej fasáde bytového komplexu SKY PARK v Bratislave.
Dôvodom tejto ilúzie je vlastnosť zrakových nervov, ktoré jas toho-ktorého miesta videného obrazu neinterpretujú iba z jedného bodu, ale aj z jeho väčšieho okolia. Vznikajú tak nepresnosti interpretácie v tesnom okolí bodu, na ktorý sa zrakom sústredíme, pričom rovnaká intenzita jasnejších čiar mriežky sa na priesečníkoch javí iná ako v skutočnosti.
Na podobnom princípe fungujú aj rôzne vlniace a hýbuce sa obrázky, aj napriek tomu, že sú v skutočnosti statické. Rôzne vhodné farebné kombinácie hrán spôsobia vnem pohybu hrany počas toho, ako zrakom prechádzame po obraze. Funguje to, asi nie prekvapivo, aj pre mačky, ktoré sa snažia labkami chytiť hýbuci sa objekt.
Známa otáčajúca sa čierna silueta baleríny, ktorá má vraj určiť, ktorú polovicu mozgu má človek nadradenú, s tým v skutočnosti nemá nič spoločné. Keďže mozog nemá informáciu o tretej dimenzii objektu, informáciu si doplní. Čírou myšlienkou je možné smer jej otáčania zmeniť.

Tvar a farba

Vnímanie sveta sa jednoducho oklame aj vo vnímaní farieb a tvarov. V skutočnosti rovnobežné priamky popretkávané krátkymi úsečkami v rôznych smeroch sa javia ako zbiehajúce sa k sebe, prípadne ako vlnité. Vo väčšom funguje táto ilúzia aj na mriežkach rôznych tvarov, kde sa štvorce zdajú ako nepresne uložené. Sústredné kružnice tiež vhodne poprerušované krátkymi čiarami vytvoria ilúziu špirály, po ktorej pôjdete postupne zrakom, snažiac sa prísť na jej koniec, no nikdy sa to nepodarí.
Mozog má vždy veľmi silnú potrebu čo najrýchlejšie interpretovať, čo vidí. Preto si často dopĺňa tvary tam, kde nie sú. Tri kruhy s vyrezanými časťami a s tromi zlomenými čiarami v sebe skrývajú položený neviditeľný trojuholník. Rôzne iné tiene a tvary v reálnom svete nám často spôsobia chvíľkové zľaknutie sa, keď vidíme fľak na stene ako chrobáka alebo sa v uložení náhodných objektov či v tieni zrazu skrýva tvár. Súvisí to s naším inštinktom obrany pred predátormi, na ktorých nás chce mozog čo najrýchlejšie pripraviť, aby sme sa mohli brániť. Často sa však potom aj takto pomýli.
Naopak, to čo nie je podľa mozgu potrebné, to nám neukáže, prípadne sa nám to postupne stratí. Známe sú ilúzie s miznúcimi jemnými kruhmi, ktoré sa začnú postupne strácať, keď upriamime zrak na vyznačený stred obrázka.
Vnímanie farby a jasu dokáže byť tiež rôzne. Na základe predošlej skúsenosti mozog vie, že objekty v tieni sú tmavšie ako tie na svetle. Jednotlivé štvorčeky sivej šachovnice sú tak tmavšie v tieni, no po ich skutočnom porovnaní sú tmavšie štvorčeky na svetle so svetlejšími v tieni identické.

Zrkadlá a nemožné objekty

Z dvoch strán dokáže rovnaký objekt vyzerať ako dva rôzne. Bežným príkladom je pohľad na číslicu 6 z jednej strany, ktorá je číslicou 9 z opačnej strany. Známym je aj obrázok kačky a zajaca v jednom či silueta dvoch tvárí hľadiacich na seba, ktoré tvoria podobu vázy. Na tomto princípe je založených aj množstvo vizuálnych vtipov. V spojení s perspektívou vznikajú nemožné objekty v podobe dvoch alebo troch rúrok či známy obrázok plynulo spojeného útvaru zloženého z troch predĺžených kvádrov, z ktorých prvý ide smerom od nás, druhý smerom dole a tretí smerom do strany, kde sa priamo spája s prvým, hoci priestorovo to vôbec nesedí.
Zrkadlá sú častým prostriedkom na vytvorenie ilúzií v zábavných parkoch a pri kúzlach. Vhodným umiestnením zrkadiel uhlopriečne dovnútra krabice docielime, že sa pravá a ľavá strana vnútra odrážajú v zrkadlách a pre diváka sa tento odraz javí ako zadná strana. Tá je však v skutočnosti ukrytá za zrkadlami. Môže sa tam potom skrývať postava, neskôr akože vyčarovaný holub, či iný nástroj daného kúzla. Na podobnom princípe uloženia zrkadiel je postavených viacero akčných atrakcií napríklad v disneyparkoch, kde sa miestnosť pri prvotnom pohľade divákov zo strany javí dlhšia alebo väčšia, ako je v skutočnosti. Často sa tiež pyrotechnické atrakcie aj pre bezpečnosť divákov v skutočnosti dejú za sklom a v zrkadle.

Text a ilustrácie Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Videá autora nájdete na YouTube kanáli bit.ly/ToAkoPreco.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 1/2024. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.