O segredo por trás de centenas de ilusões de ótica foi revelado

Cientistas armados com um novo modelo de computador deram um passo mais perto de desvendar os segredos alucinantes das ilusões de ótica que enganam o cérebro para que ele veja as cores erradas quando está processando imagens.

“Ilusões de contraste simultâneo” são um amplo grupo de ilustrações enganosas que induzem as pessoas a pensar que partes específicas de uma imagem são de cores diferentes umas das outras, quando, na realidade, são da mesma cor. O efeito fica por conta do ilustrador alterar o brilho ou a cor do fundo, de forma a alterar nossa percepção dos objetos em primeiro plano. Por exemplo, na imagem acima, a barra menor no meio da imagem é de uma única cor cinza, mas parece ser um gradiente de tons variados porque o fundo é mais claro em uma extremidade e mais escuro na outra. Outro exemplo é a ilusão de Munker-White, exibida na imagem abaixo, na qual 12 esferas aparecem em vermelho, lilás e verde, mas na verdade são do mesmo tom de bege.

Os cientistas sabem amplamente por que essas ilusões funcionam há mais de um século, mas, durante todo esse tempo, os especialistas não conseguiram chegar a um acordo sobre exatamente como elas enganam o cérebro. Há duas explicações possíveis. A primeira é que a ilusão é criada de baixo para cima, começando com atividade neural de baixo nível que não requer exposição prévia a esse tipo de ilusão. O segundo é de cima para baixo, o que significa que requer funções cerebrais superiores e reproduz o que seu cérebro aprendeu anteriormente sobre o brilho e a cor da luz ao longo do tempo.

Em um novo estudo, publicado em 15 de junho na revista Computational Biology, uma dupla de pesquisadores usou um novo modelo de computador que imita a visão humana para tentar resolver o debate de uma vez por todas.

O modelo, conhecido como “modelo limitado de largura de banda espaçocromática”, usa código de computador para imitar como a rede de células cerebrais, ou neurônios, que primeiro recebe dados dos olhos começa a decifrar uma imagem antes que os dados sejam enviados para outras regiões de “nível superior” do cérebro para serem totalmente processadas. O modelo divide a imagem em seções, mede o brilho de cada seção e depois reúne essas avaliações em um único relatório que pode ser enviado ao cérebro, semelhante ao que acontece com a visão humana.

A beleza desse modelo é que o código permite que as seções individuais sejam processadas apenas na mesma velocidade que os neurônios humanos poderiam avaliá-las, de modo que o modelo é restrito para corresponder às nossas próprias limitações visuais. Especificamente, o novo modelo leva em consideração a rapidez com que os neurônios podem “disparar” uma mensagem para outros neurônios em sua rede.

Os pesquisadores usaram seu novo modelo para analisar mais de 50 ilusões de contraste simultâneas para ver se o programa também identificaria erroneamente partes específicas das imagens como sendo de cores diferentes, como faria um ser humano. Não está claro exatamente quantas ilusões de contraste simultâneas existem, mas provavelmente existem centenas, observaram os autores do estudo.

Como o modelo também é “enganado” por essas ilusões sem o poder de processamento complexo equivalente do cérebro humano, isso sugere que nem o processamento visual de ordem superior nem as experiências passadas são necessários para que essas ilusões funcionem. Isso parece confirmar a hipótese de baixo para cima que diz que apenas o processamento neural de nível básico é responsável pelo engano das imagens, concluíram os autores.

Os resultados apoiam descobertas semelhantes de um estudo de 2020 na revista Vision Research. Nesse estudo, crianças que nasceram com catarata, mas foram submetidas à remoção bem-sucedida da catarata, foram enganadas pelas imagens logo após recuperarem a visão, apesar de não terem experiências visuais anteriores para fornecer contexto para as imagens.