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Sunday, September 2, 2007

"Filling-in"

"Filling-in" - könnte man mit "Ergänzung" ins Deutsche übersetzen - ist ein sehr interessantes Phänomen. Man beschreibt damit den Effekt der Komplettierung/Ergänzung/Auffüllung von "leeren" Stellen die - laut unserem Gehirn - nicht leer sein dürfen oder es aller Wahrscheinlichkeit nach nicht sind.

Beispiel: wenn wir vor einer Hecke stehen und sich dahinter ein Objekt befindet dann ergänzt unser Gehirn automatisch die Teile die wir nicht sehen können. Wir nehmen das Objekt als Ganzes war - nicht nur die kleinen Puzzleteile die wir tatsächlich sehen können.
Aus Erfahrung (und Wahrscheinlichkeit) heraus ergänzt unser Gehirn die fehlende Information.
Ein harmloser und hilfreicher Prozess.
Auf diese Art und Weise nehmen wir immer eine komplette zusammenhängende Umwelt war.

Staring Contest

Die Stelle an der unser Sehnerv das Auge verlässt empfängt keine visuellen Informationen - wir sind an diesem Punkt blind. Das Gehirn nutzt die Informationen angrenzender Bereiche um diesen Punkt so aufzufüllen dass ein einheitliches Bild entsteht.
Man kann diesen Effekt hier sehr schön testen und gleichzeitig seine Grösse ausmessen (linkes Auge schliessen und mit dem rechten das Kreuz fixieren, Kopf vor und zurück bewegen bis der Punkt auf der rechten Seite verschwindet).

Wie all diese Phänomene ist "Filling-in" nicht nur auf das Auge beschränkt - wir hören auch Töne die es nicht gibt - verschiedene Beispiele hier.

Auch der Bereich der taktilen Wahrnehmung ist betroffen: die "Cutaneous Rabbit Illusion" ist hier das beste Beispiel; es handelt sich um eine klassische Illusion bei der man 2 voneinander entfernte Hautstellen schnell hintereinander stimuliert - z.b. das Handgelenk und dann den Ellenbogen - und es sich für die Probanden so anfühlt als ob auch der Unterarm dazwischen in bestimmten Abständen berührt worden wäre - als ob ein Hase den Arm hinaufhüpft.

Diese Illusion wird direkt vom Gehirn selbst erzeugt: der Somatosensorische Cortex - der unter anderem für die Verarbeitung von taktilen Reizen zuständig ist - wird in den Bereichen aktiv in denen die Illusion gefühlt wird.
Ich bin nach wie vor überzeugt dass man diese Illusion theraputisch nutzen kann wie ich hier vor längerer Zeit spekuliert habe.

Wenn ein Körperteil bei chronischen Schmerzpatienten so empfindlich ist, dass man ihn nicht mehr anfassen kann weil sofort Schmerz ausgelöst wird, könnte man an den Stellen, die direkt daneben liegen Reize setzen, die dann "durch" den Schmerzbereich laufen.
So müsste man den krankhaft veränderten Teil der Gehirnrinde erreichen können ohne mehr Schmerz auszulösen. Wäre wahrscheinlich schon mit einem TENS Gerät machbar.

Wednesday, May 23, 2007

Farben können lügen

Farben sind ein sehr wichtiger Bestandteil unseres täglichen Lebens.
Und wie bei allen Dingen mit denen wir täglich zu tun haben, stellt man fest, dass bestimmte Erwartungen/Vorhersagen von unserem Gehirn getroffen werden.
Diesen Effekt kann man ausnutzen um z.b. die Illusion von Tiefe in ein zweidimensionales Bild zu bringen.
Penn & Teller zeigen diesen Effekt sehr schön in diesem Videoclip:


In der Photographie macht man sich diesen Effekt auch zunutze - der graduierte Hintergrund lässt das Bild "tiefer" erscheinen als es in Wirklichkeit ist:
The Hostage Situation

Optische Illusionen sind deshalb ein so wichtiges Werkzeug im Bereich der Neurowissenschaften weil sie auf relativ einfache Art und Weise zeigen auf welchen (simplen) Regeln unser Denken und unsere Wahrnehmung beruht.
Die gleichen Prinzipien sind ausserdem auf alle anderen Arten der Wahrnehmung übertragbar; so gibt es z.b. genauso auditive Illusionen (wir hören Instrumente die gar nicht gespielt werden) - und v.a. sensorische Illusionen.

Optische Illusionen sind weithin bekannt und werden leider mehr als Vergnügen und kurzweiligen Zeitvertreib angesehen. Beschäftigt man sich aber intensiver mit ihnen und entdeckt die Querverbindungen u.a. zum Thema Schmerz kann man sie als wertvolle und extrem leistungsfähige Werkzeuge ansehen. Dazu aber in anderen Postings mehr.

Ein Tip noch zum Schluss - auf dieser Website findet man jede Menge verschiedener optischer Illusionen die auch immer wieder durch Neuzugänge erweitert wird.
Ich möchte jedem besonders diese Art von Illusion ans Herz legen.
Einfach für 20-30 Sekunden in die Mitte des Bildes schauen und danach am besten auf den eigenen Handrücken.
Selbst wenn man weiss dass sich da nicht wirklich etwas bewegen kann ist es unmöglich diesen Effekt zu unterdrücken. Das sollte einem einen Hinweis darauf geben welche "Macht" unser visuelles System ausüben kann.