Come il nostro cervello progetta forme 3D dalle ombre!

Come il nostro cervello progetta forme 3D dalle ombre!

L'11 luglio 2025, i ricercatori dell' Università Justus Liebig di Giessen in collaborazione con l'Università di Yale hanno pubblicato un articolo innovativo sulla rivista PNAS che potrebbe influenzare in modo significativo la percezione delle forme 3D. Lo studio esamina il modo in cui le persone percepiscono le ombre e la loro influenza sulla costruzione di immagini tridimensionali nel cervello.

In precedenza, si presumeva che il cervello umano interpretasse le ombre in modo simile alle macchine, ingegnerizzando la forma e l’illuminazione all’indietro. Questo studio sfida questo concetto. I ricercatori dimostrano che il cervello utilizza i cosiddetti “rilevatori di bordi” per identificare linee e disegnare forme 3D. I modelli di ombreggiatura che appaiono nel cervello delineano linee sfocate che seguono le curve 3D degli oggetti.

Nuove intuizioni sulla percezione dell'ombreggiatura

Una scoperta chiave della ricerca è che non è necessaria un’ombreggiatura fisicamente corretta per percepire le forme 3D. Anche le tonalità “strane” che infrangono le regole fisiche producono percezioni simili per correggere le tonalità. Questo vale per oggetti ombreggiati realizzati con materiali diversi, dal cromo opaco a quello lucido. I risultati suggeriscono che il rilevamento dei bordi gioca un ruolo più importante nella percezione visiva di quanto si pensasse in precedenza.

Il gruppo di ricerca sta già pianificando ulteriori studi per indagare su come le relazioni apprese tra modelli di linee e oggetti 3D influenzano la percezione umana. Ciò potrebbe avere implicazioni di vasta portata per la nostra comprensione della psicologia percettiva e del modo in cui elaboriamo le informazioni visive.

Nozioni di base della psicologia della percezione

In questo contesto gioca un ruolo cruciale la psicologia percettiva, che si occupa della componente soggettiva della percezione. Esamina le differenze tra proprietà fisiche oggettivamente misurabili e percezione soggettiva degli stimoli, che spesso non possono essere completamente spiegate da aspetti fisiologici sensoriali oggettivi.

Ad esempio, un albero a foglie decidue non viene percepito come un insieme di singole foglie, ma come un oggetto intero. Questa percezione soggettiva può essere illustrata da illusioni ottiche che evidenziano la discrepanza tra ciò che vediamo e ciò che realmente è. Ci sono diverse fasi coinvolte in questo processo di percezione: percezione, organizzazione e classificazione, tutte necessarie per comprendere e interpretare le impressioni sensoriali.

Inoltre diventa chiaro che l'esperienza influenza la percezione, come già descritto da Hermann von Helmholtz. La teoria ecologica della percezione di James J. Gibson suggerisce anche che la percezione dipende dall'analisi delle informazioni ambientali e dalle specifiche opzioni di azione di cui dispongono gli esseri viventi.

I risultati di questo studio potrebbero non solo essere importanti per la ricerca di base sulla percezione, ma avere anche applicazioni in vari campi, dalle arti visive alla robotica. Ulteriori informazioni sono disponibili, tra le altre cose, nel programma del master "Mente, cervello e comportamento" presso la JLU.