Onderzoekers hebben een verklaring gevonden voor de ‘illusie van het uitdijende gat’. Een computermodel van het netvlies leidde ze naar het juiste inzicht.

De optische illusie hieronder geeft je het gevoel dat het gat in het midden een beetje uitdijt. Australische onderzoekers hebben nu ontdekt waarom dit gebeurt.

Verschillende optische illusies kunnen vergelijkbare effecten hebben, maar toch worden veroorzaakt door andere elementen van ons visuele en neurale systeem. Zo zijn de draaiende cirkels van de Pinna-Brelstaff-illusie het resultaat van een communicatievertraging tussen hersengebieden die visuele informatie verwerken. Een andere illusie met draaiende cirkels is het schilderij Enigma van de Israëlische schilder Isia Leviant. Deze illusie wordt gecreëerd door zogehetenmicrosaccades: kleine, spontane bewegingen die onze ogen voortdurend maken.

Kan dna-onderzoek naar dierentuindieren de wilde Aziatische olifant redden?
LEES OOK

Kan dna-onderzoek naar dierentuindieren de wilde Aziatische olifant redden?

Wat zegt het bloed van Aziatische olifanten in dierentuinen over hun wilde soortgenoten, en hoe kan hun dna bijdragen aan het voortbestaan van de soor ...

Ganglioncellen

Computer- en cognitiewetenschappers Nasim Nematzadeh en David Powers van de Flinders-universiteit in Australië wilden weten of de illusie van het uitdijende gat in het oog of in de hersenen begint. Ze maakten daarom een computermodel van cellen in het netvlies. Daarbij richtten ze zich vooral op ganglioncellen. Dat zijn cellen die contrast detecteren en de ogen helpen zich aan te passen aan wat we zien. Dat laatste doen ze door de helderheid van zeer heldere gebieden te verminderen en die van zeer donkere gebieden te verhogen.

Overigens zijn deze ganglioncellen deels de reden dat smartphonefoto’s van de maan vaak teleurstellend uitpakken. Waar onze ogen zich dankzij deze cellen goed aan variabele lichtinval kunnen aanpassen, hebben digitale camera’s daar veel meer moeite mee.

Verwarrende boodschappen

Ganglioncellen geven aan de hersenen door of een bepaald gebied donker of licht is. Ook sturen ze signalen naar naburige cellen. Het computermodel wijst erop dat dit tweede effect aan de basis ligt van de illusie van het uitdijende gat.

Bepaalde ganglioncellen nemen het donkere centrum van de afbeelding waar en triggeren naburige cellen om eveneens een donker gebied te rapporteren, ook als die cellen een gebied net buiten het donkere centrum waarnemen. Daardoor ontstaat de illusie dat het donkere centrum groter is dan het in werkelijkheid is.

Bovendien hebben sommige typen ganglioncellen veel buurcellen waardoor ze kunnen worden beïnvloed, en andere juist weinig. Door deze verschillen worden er een heleboel verwarrende boodschappen naar de hersenen gestuurd, waardoor we ten onrechte verandering en beweging waarnemen.

Zebrastrepen en vlindervleugelpatronen

Volgens ecoloog Jolyon Troscianko van de Universiteit van Exeter in het Verenigd Koninkrijk, die onder andere het gezichtsvermogen van dieren onderzoekt, zijn eerdere verklaringen voor deze optische illusie nogal complex. Die verklaringen gaan ervan uit dat ons brein het zwarte centrum ziet als een echt bestaand gat. Dat zet bepaalde mechanismen in gang die we evolutionair hebben ontwikkeld om 3D-scènes beter te begrijpen. Bij het bekijken van een 2D-patroon hebben deze mechanismen echter een desoriënterend effect.

Troscianko stelt dat de nieuwe verklaring eenvoudiger te begrijpen en te testen is. Daarom zou die ons begrip van het gezichtsvermogen kunnen verbreden. ‘Die complexere verklaringen kunnen correct zijn – je kunt ze niet weerleggen. Maar een verklaring die uitgaat van vrij vroeg optredende visuele verwerkingsprocessen in je hersenen is wat mij betreft nuttiger’, zegt hij.

Nematzadeh hoopt dat onderzoekers met het computermodel ook de oorsprong van andere optische illusies zullen onderzoeken. Troscianko denkt dat het zelfs bredere toepassingen kan hebben: ‘Ik zou hiermee de patronen die we in de natuur zien kunnen leren te begrijpen. Dat maakt me erg enthousiast. Bijvoorbeeld zebrastrepen, vlindervleugelpatronen en meer van dit soort dingen die vaak heel slecht begrepen zijn.’