Hyppää pääsisältöön

Kaareutuva vai kulmikas? Visuaalinen illuusio kertoo aivojen toiminnasta

Kohske Takahashin illuusio
Kohske Takahashin illuusio Kuva: Kohske Takahashi Yle Tiede,illuusiot,optiset harhat (harha-aistimukset)

Katso tarkasti yllä olevan kuvaa. Minkälaisia viivoja näet? Ovatko ne pehmeästi kaareutuvia vai kulmikasta siksakkia? Tietty mustan, valkoisen ja harmaan yhdistelmä sopivasti aseteltuna sotkee aivojen ääriviivoja hahmottavia prosesseja, kirjoittaa havaintopsykologi Jukka Häkkinen blogissaan.

Sosiaalisessa mediassa on viime päivinä hämmästyttänyt japanilaisen Kohske Takahashin hieno illuusio, jossa kaareva, sinikäyrän muotoinen viiva muuttuu kulmikkaaksi siksakiksi.

Illuusio on alla olevassa kuvassa, jossa valkoisella taustalla viivat aaltoilevat pehmeästi, mutta harmaan taustan alkaessa viivojen vaihtelu muuttuu kulmikkaaksi. Outoa kyllä, toiseksi ylimmäisessä viivaparissa tätä ei tapahdu. Jos ylintä ja toiseksi ylintä viivaparia vertailee, niissä vaihtuu vain vaalean ja tumman alueen paikka. Ylemmässä viivaparissa vaalea väri on sinikäyrän alimman ja ylimmän huipun välissä kun taas alemmassa kuvassa vaalea osa on käyrän kuopassa.

Kohske Takahashin illuusio
Kohske Takahashin illuusio Kohske Takahashin illuusio Kuva: Kohske Takahashi Yle Tiede,illuusiot,optiset harhat (harha-aistimukset)

Takahashin illuusio muistuttaa hiukan Kahvilan seinä- illuusiota, jossa harmaat viivat näyttävät vinoilta ja kaareutuvilta vaikka ovat todellisuudessa suoria. Jos haluat kokeilla, millä ehdoilla illuusio syntyy, voit kokeilla sitä tämän linkin kautta.

Kahvilan seinä -illuusio
Kahvilan seinä -illuusio Kahvilan seinä -illuusio Kuva: Fibonacci / Wikimedia Commons Yle Tiede,illuusiot,optiset harhat (harha-aistimukset)

Kumpikin illuusio liittyy aivojen tapaan käsitellä ääriviivoja. Tämä alkaa takaraivossa olevalta primaariselta näköaivokuorelta, jonne hermosyyt välittävät silmien vastaanottaman tiedon.

Vuonna 1981 David Hubel ja Torsten Wiesel saivat Nobel-palkinnon tutkimuksestaan, jossa he osoittivat, että tuolla pankkikorttia pienemmällä aivoalueella on soluja, jotka reagoivat viivojen asentoon. Kutakin näkökentän paikkaa tarkkailee joukko hermosoluja, jotka reagoivat ainoastaan, jos viiva on solun suosimassa asennossa, siis esimerkiksi pystysuorassa, vaakasuorassa tai jonkin verran vinossa.

Näiden hermosolujen aktiviteetti tuottaa valtava määrän tietoa näkökentässä olevista viivoista. Koska kukin solu tarkkailevaa vain kapeaa näkökentän aluetta, täytyy pidemmät ääriviivat kasata näistä pätkistä. Aivojen pitää siis ratkaista lasten puuhakirjojen ”yhdistä pisteet ja näet kuvan” –tyyppinen ongelma. Yhdistely tapahtuu primaarisen näköaivokuoren jälkeisillä aivoalueilla.

Viivanpätkien yhdistelyyn liittyviä aivojen prosesseja voidaan tarkastelle illuusioiden avulla. Professori Akiyoshi Kitaokan laajalla illuusiosivustolla on kuvia, jotka on tehty ääriviivojen havaitsemiseen liittyvän tutkimuksen pohjalta.

Jos tarkastelet alla olevaa kuvaa, viivat näyttävät olevan oudosti kaartuvia. Itse asiassa niiden suoruudesta tai kaarevuudesta on vaikea saada tolkkua, koska viivat näyttävät elävän ja muuttuvan katseen kohdistuksesta riippuen.

Akiyoshi Kitaokan illuusio
Akiyoshi Kitaokan illuusio Akiyoshi Kitaokan illuusio Kuva: Akiyoshi Kitaoka Yle Tiede,illuusiot,optiset harhat (harha-aistimukset)

Katsomisen helpottamiseksi peitin seuraavassa kuvassa joka toisen viivan mustalla palkilla. Nyt katsominen on vähän helpompaa, mutta illuusion viivat näyttävät silti kummallisilta ja kaareutuvilta.

Akiyoshi Kitaokan illuusio osin peitettynä
Akiyoshi Kitaokan illuusio osin peitettynä Akiyoshi Kitaokan illuusio osin peitettynä Kuva: Akiyoshi Kitaoka Yle Tiede,illuusiot,optiset harhat (harha-aistimukset)

Seuraavassa kuvassa on hankalampi versio samasta illuusiosta. Kuviot näyttävät spiraaleilta ja värisevät ärsyttävästi. Spiraalimaisuus on kuitenkin illuusio, sillä kuvassa on todellisuudessa sisäkkäisiä ympyröitä. Koska tätä voi olla vaikea uskoa, tein kuvasta toisen version, jossa peitin osan illuusiosta mustilla ympyröillä. Illuusioympyrät ovat edelleen eläväisiä ja vaikeita nähdä, mutta mustien ympyröiden rajaamana näet, että kuvassa ei todellisuudessa ole spiraaleja.

Akiyoshi Kitaokan illuusio
Akiyoshi Kitaokan illuusio Akiyoshi Kitaokan illuusio Kuva: Akiyoshi Kitaoka Yle Tiede,illuusiot,optiset harhat (harha-aistimukset)
Akiyoshi Kitaokan illuusio osin peitettynä
Akiyoshi Kitaokan illuusio osin peitettynä Akiyoshi Kitaokan illuusio osin peitettynä Kuva: Akiyoshi Kitaoka Yle Tiede,illuusiot,optiset harhat (harha-aistimukset)

Kitaokan kuvien illuusio syntyy, koska kuvioiden sisälle olevat pienemmät kuviot antavat ristiriitaisia vihjeitä ääriviivojen suunnasta. Pienet valkoiset ja mustat kuviot on aseteltu niin, että ne muodostavat vinoja tai kiertyviä kuvioita. Näin luodaan ristiriita pienten ääriviivojen ja kokonaisääriviivan suunnan välillä. Ristiriita vaikuttaa näkötiedonkäsittelyyn ja saa aikaan illuusion.

Vaikka tarkkaa aivomekanismia ei vielä tiedetä, on Takahashin illuusiossa kyse samantyyppisestä ilmiöstä, jossa tietty mustan, valkoisen ja harmaan yhdistelmä sopivasti aseteltuna sotkee aivojen ääriviivoja hahmottavia prosesseja ja siniaalto muuttuu kulmikkaaksi.

psykologi Jukka Häkkinen
Havaintopsykologi Jukka Häkkinen psykologi Jukka Häkkinen Kuva: Yle Kuvapalvelu / Jukka Lintinen prisma studio blogit

Kirjoittaja: Jukka Häkkinen

Yle Tieteen oma psykologi Jukka Häkkinen tietää, mikä on katseidemme ja silmänliikkeidemme salaisuus. Häkkinen tutkii kuvien havaitsemista sekä ihmisen ja teknologian vuorovaikutusta Helsingin yliopistossa. Jukka on toiminut myös skepsiksen puheenjohtajana, joten yliluonnolliset ilmiöt ja niiden psykologiset taustat ovat tuttuja juttuja. Häkkinen on perehtynyt myös ufosieppauksiin, enneuniin ja valemuistoihin.

Yle Tieteen asiantuntijat bloggaavat itselleen tärkeistä tiedeaiheista.

Liity Yle Tieteen yhteisöön Facebookissa.

Lue myös - yle.fi:stä poimittua

Tiede

  • Aivotutkija: Nämä viisi asiaa kaipaavat kipeimmin muutosta suomalaisessa työelämässä

    Kiire, uni, tehokkuus, tilat ja verkostotyö.

    Kun aivotutkija päästetään katselemaan suomalaista työelämää, tulee mieleen pitkä lista asioita, jotka kannattaisi muuttaa. Aloitetaan tärkeimmistä, kirjoittaa aivotutkija Minna Huotilainen blogissaan. 1. Kiire ja hoppu pois! Lyhytjänteinen asioista toiseen hyppiminen ja jatkuvat keskeytykset eivät päästä aivoja vakaviin töihin, vaan pitävät meidät lillukanvarsien parissa.