Jak nasz mózg projektuje kształty 3D z odcieni!

Jak nasz mózg projektuje kształty 3D z odcieni!

11 lipca 2025 roku badacze z Uniwersytet Justusa Liebiga w Giessen we współpracy z Uniwersytetem Yale opublikował w czasopiśmie PNAS przełomowy artykuł, który może znacząco wpłynąć na postrzeganie kształtów 3D. W badaniu zbadano, jak ludzie postrzegają odcienie i ich wpływ na konstrukcję trójwymiarowych obrazów w mózgu.

Wcześniej zakładano, że ludzki mózg interpretuje odcienie w podobny sposób jak maszyny, poprzez inżynierię wsteczną kształtu i oświetlenia. Niniejsze badanie podważa tę koncepcję. Naukowcy wykazali, że mózg wykorzystuje tak zwane „detektory krawędzi” do identyfikowania linii i szkicowania kształtów 3D. Wzory cieni pojawiające się w mózgu zarysowują rozmyte linie podążające za krzywiznami 3D obiektów.

Nowe spojrzenie na percepcję cieni

Kluczowym wnioskiem z badania jest to, że fizycznie prawidłowe cieniowanie nie jest konieczne, aby dostrzec kształty 3D. Nawet „dziwne” odcienie, które łamią zasady fizyczne, powodują wrażenie podobne do odcieni prawidłowych. Dotyczy to cieniowanych obiektów wykonanych z różnych materiałów, od matowego po błyszczący chrom. Wyniki sugerują, że wykrywanie krawędzi odgrywa większą rolę w percepcji wzrokowej, niż wcześniej sądzono.

Zespół badawczy planuje już dalsze badania w celu sprawdzenia, w jaki sposób wyuczone relacje między wzorami linii a obiektami 3D wpływają na ludzką percepcję. Może to mieć daleko idące konsekwencje dla naszego rozumienia psychologii percepcji i sposobu, w jaki przetwarzamy informacje wizualne.

Podstawy psychologii percepcji

W tym kontekście kluczową rolę odgrywa psychologia percepcji, która zajmuje się subiektywnym składnikiem percepcji. Bada różnice pomiędzy obiektywnie mierzalnymi właściwościami fizycznymi a subiektywnym postrzeganiem bodźców, których często nie da się w pełni wytłumaczyć obiektywnymi aspektami fizjologii sensorycznej.

Na przykład drzewo liściaste nie jest postrzegane jako zbiór pojedynczych liści, ale jako cały obiekt. To subiektywne postrzeganie można zilustrować złudzeniami optycznymi, które podkreślają rozbieżność między tym, co widzimy, a tym, co jest w rzeczywistości. W procesie percepcji występuje kilka etapów: odczuwanie, organizowanie i klasyfikowanie, a wszystkie one są niezbędne do zrozumienia i interpretacji wrażeń zmysłowych.

Co więcej, staje się jasne, że doświadczenie wpływa na percepcję, co opisał już Hermann von Helmholtz. Ekologiczna teoria percepcji Jamesa J. Gibsona sugeruje również, że percepcja zależy od analizy informacji o środowisku i konkretnych opcji działania, którymi dysponują istoty żywe.

Wyniki tego badania mogą mieć znaczenie nie tylko dla podstawowych badań nad percepcją, ale także znaleźć zastosowanie w różnych dziedzinach, od sztuk wizualnych po robotykę. Dalsze informacje są dostępne między innymi w programie magisterskim „Umysł, mózg i zachowanie” na JLU.