Chubb-illusionen er en optisk illusion eller fejl i visuel perception , hvor den tilsyneladende kontrast af et objekt varierer betydeligt for de fleste seere afhængigt af dets relative kontrast til det felt, det vises i [1] . Disse visuelle illusioner er af særlig interesse for forskere, fordi de kan give værdifuld information om, hvordan menneskets visuelle systemer fungerer .
Den visuelle tekstur af et objekt med lav kontrast omgivet af et felt med ensartet visuel tekstur ser ud til at have mere kontrast, end når det præsenteres i et teksturfelt med høj kontrast. Denne illusion blev observeret af Charles Chubb og kolleger og blev offentliggjort i 1989 [2] . En empirisk forklaring på Chubb-illusionen blev offentliggjort af Lotto og Purves i 2001 [1] .
Chubb og kolleger udforskede denne illusion ved at vise forskellige kombinationer af forgrundsobjekter og baggrundsfelter til menneskelige testpersoner og bede dem vurdere klarheden af visuel kontrast for hvert forgrundsobjekt. De fandt ud af, at forsøgspersoner, der så et område med en tilfældig visuel tekstur indlejret i det omgivende baggrundsfelt, var mere tilbøjelige til at rapportere en anden opfattelse af visuel kontrast for det centrale målområde afhængigt af den relative baggrundsfeltkontrast. Derudover ændrede den tilsyneladende lysstyrke eller uklarhed af teksturlappen sig, efterhånden som baggrunden ændrede sig. For eksempel virkede lyse prikker af en teksturplet svagere mod en baggrund med høj kontrast, mens mørke prikker virkede lysere mod en flad baggrund [2] . Denne tilsyneladende afvigelse i perception påvirkes, hvis den ses af forskellige observatører, og når baggrunden og det centrale mål er placeret i "ikke-overlappende rumlige frekvensbånd", som forklaret af Chubb et al. Denne tendens viste sig at være statistisk signifikant [3] .
Chubb-illusionen ligner en anden visuel illusion, kontrasteffekten . Kontrasteffekten er en illusion, hvor den opfattede lysstyrke eller lysstyrke af en identisk central form af et visuelt mål på en større, ensartet baggrund ændres for motivet afhængigt af forholdet mellem lysstyrken af den centrale form og lysstyrken af baggrunden [ 4] . Kontrasteffekten er illustreret i figur 2, hvor det centrale område er lysere. Det vil sige, at forholdet mellem lysstyrken af det øverste midterste rektangel ( A ) og lysstyrken af dets baggrundsfelt er større end én. I det nederste rektangel ( B ) er baggrundsfeltet lysere. Det vil sige, at forholdet er mindre end én [2] . Selvom de to centrale målpletter er lige lyse (samme lysstyrke), virker den ene lysere mod en mørk baggrund, og den anden ser mørkere ud mod en lysere baggrund.
Sidebremsning er et af forslagene til at forklare kontrastillusionen . Dens tilhængere foreslår, at neuroner stærkt stimuleret af baggrund B undertrykker mindre stimulerede indre rektangelneuroner [2] . I A , som de teoretiserer, er der ingen sådan hæmning. Men det faktum, at både A og B viser "ensartet lysstyrke i hele rummet" antyder, at processen med lateral inhibering er mere kompleks [5] . Chubb et al hævder, at princippet om lateral hæmning er baseret på den antagelse, at den bestemmende faktor i opfattet lysstyrke er forholdet mellem lysstyrken af rektanglet ved rektanglets kant og baggrundens lysstyrke. Indflydelsen af lateral hæmning er imidlertid ikke i overensstemmelse med sådanne fænomener som Benari-korset og Whites illusion, såvel som med virkningerne af gennemsigtighed og assimilering. Som sådan er dette en ad hoc-forklaring af effekten med dunkel teoretisk interesse.
Chubb-illusionen illustrerer en fejl i kontrast, ikke lysstyrke. Baggrunden med nul lysstyrke i figur 2 ( A ) bliver feltet med nul kontrast i samme del af figur 1, mens feltet med høj lysstyrke i figur 2 ( B ) bliver feltet med høj kontrast. Observatører opfatter empirisk teksturskiven i den længst venstre del af figur 1 som havende højere kontrast end skiven til højre, selvom de er ens. Efter at have udført eksperimenter med kontrast- og belysningsinduktion, interokulær induktion og induktion mellem rumlige frekvensbånd viser de, at den laterale hæmmende effekt er monokulær og kun tilpasset til rumlig frekvens. Chubb støttede "en model, hvor outputforstærkningen af en sådan båndselektiv neuron er normaliseret til den gennemsnitlige responsamplitude af naboneuroner med samme tuning frekvens " [2] .
Visuel perception afhænger af det menneskelige visuelle systems interaktion med enhver bistabil eller multistabil stimuli og hyppigheden af deres forekomst. Belysningen af objekter på et bestemt punkt, disse objekters reflektivitet og transmittansen af mediet mellem objektet og observatøren er afgørende for at bestemme de vigtigste faktorer, der påvirker vores visuelle perception [1] . Dette skyldes, at et billede med lav kontrast opfattes som mere kontrast, når det placeres mod en grå baggrund. Påvirkningen af en grå baggrund er mere tvetydig i modsætning til en baggrund med høj kontrast. Lotto og Purves (2001) demonstrerede, at Chubb-illusionen kan forklares med "i hvilken grad ufuldkommen transmittans sandsynligvis har påvirket lyset, der når øjet". Faktisk antyder disse observationer en fuldstændig empirisk forklaring på Chubb-illusionen [6] .
Chubb-effekten er, at hvis et objekt ses gennem et ufuldkomment transmissionsmedium, så øger eller mindsker det den tilsyneladende lysstyrke eller dæmpning af målpletten, selv når forholdet mellem lysstyrke og rumlige frekvenser forbliver de samme [1] . Lotto og Purves (2001) tvivlede på, at den illusoriske opfattelse af lysstyrke er forklaret som en konsekvens af lateral hæmning [2] . Hvis dette var tilfældet, ville den opfattede forskel i elementets lysstyrke vist i figur 3( A ) stort set være upåvirket af det omgivende felt i figur 3( C ), som udviser mindre rumlig kontrast end det centrale område, i overensstemmelse med observationer. På trods af dette hævdede de, at "dette bevis er undermineret af det faktum, at den tilsyneladende kontrast af den centrale region i figur 3( D ) stort set er uafhængig af miljøet i figur 3( F )". Så de besluttede at udforske Chubb-illusionen i "fuldstændig empiriske" termer, mest som en konsekvens af tidligere erfaringer eller, i dette tilfælde, effekten af transmittering på tvetydige stimuli.
En vigtig konklusion fra observationerne af Lotto og Purves var brugen af ufuldkommen transmission [1] . En ufuldkommen transmittans resulterer i, at observatører oplever en reduceret forskel i spektral kontrast eller lysstyrke fra objektets overflader [7] . Dette skyldes, at defekter i transmissionsmediet skaber for eksempel atmosfæriske effekter, forvrænger transmittansen. For eksempel ændres transmittansen, når man ser genstande på afstand, i smog eller tåge eller gennem klud, glas eller vand. Disse forhold påvirker i høj grad mængden af lys, der når øjet. Denne hypotese blev testet ved at ændre det sandsynlige bidrag fra ufuldkommen transmission ved at manipulere bevægelse, lysstyrke og farveinformation. I nogle tilfælde kan den relative lysstyrke af de to målflader reduceres, som vist af Lotto og Purves, fra et forhold på 8:3 til cirka 7:5. Hvis perceptionen er empirisk genereret, så vil "i hvilken grad stimulus er i overensstemmelse med den uperfekte transmittans... blive inkluderet i perceptionen af målet".
Den passende adfærdsrespons afhænger af en vurdering af det relative bidrag af belysning, reflektans og transmittans til visuelle stimuli. Den visuelle opfattelse af kontrast påvirkes af virkningerne af ufuldkommen transmission, ikke af objektets lysstyrke [1] . Chubb-stimulusen vist i figur 1( B ) er i overensstemmelse med transmittansforvrængninger af to årsager: baggrundsmønstrene er kontinuerlige med målmønstrene, og målluminanserne matcher de værdier, der ville opstå, hvis baggrundsmønsteret blev set gennem et dårligt transmitterende medium.
Forklaringen af Chubb-illusionen i form af transmittans angiver, at ændring af stimulus i figur 1( B ) på en sådan måde, at den gør den mindre kompatibel med visning gennem et uperfekt medium, bør reducere eller vende illusionen. Tests understøtter denne hypotese. Denne forklaring sætter spørgsmålstegn ved hypotesen, som indebærer, at ændring af lysstyrken, bevægelsen eller spektralfordelingen af feltet omkring målet ikke ændrer opfattelsen [1] .
Empiriske resultater modsiger også hypotesen om, at "lysstyrke-illusioner" induceret af konturkontakter i en stimulus forklarer Chubb-illusionen, som foreslået af Anderson (1997) [1] [8] .
Visuelle illusioner kan opdeles i fysiologiske eller patologiske, perceptuelle og tvetydige (bistabile eller multistabile). Afvigelse fra den naturlige perception af objekter (stimulus) tilskynder til evaluering af teorier om perception. Visuel perception ved skizofreni er karakteriseret ved reduceret kontekstuel tilpasning og mere præcis opfattelse af stimulus i opgaver forbundet med "spatiale kontekstuelle effekter" [9] . Ifølge Enis et al., "Kontekstillusioner opstår fra synets adaptive tendens til at understrege relative forskelle mellem funktioner snarere end deres absolutte karakteristika." Selvom tilstedeværelsen af en baggrund med høj kontrast reducerer den tilsyneladende kontrast i forgrunden af mindre træk hos raske individer, er skizofrene patienter mere nøjagtige til at opfatte kontrasten mellem baggrund og forgrund. For at teste dette målte Keane 15 deltagere med kronisk skizofreni, 13 andre deltagere med psykiatriske lidelser, herunder personer med personlighed og bipolære lidelser, og 20 mentalt raske individer. De blev vist små isolerede målpletter eller små pletter med en baggrund med høj kontrast efterfulgt af en ekstern referenceplet. Folk blev derefter bedt om at markere, hvilke af plastrene de mente havde mere kontrast baseret på deres observationer [10] .
Den skizofrene gruppes immunitet over for kontrastillusionen var exceptionel: 12 ud af 15 nøjagtige vurderinger, mens raske deltagere viste alvorlige misforståelser om centrale stimuli. Dette viser, at mennesker med skizofreni mere præcist kan opfatte "absolutte karakteristika" af "individuelle træk" [10] . Mens kontekstmodulationer med hensyn til lysstyrke, størrelse og orientering var ens mellem grupperne, var svage kontekstmodulationer korreleret med værre symptomer og sociale funktioner [11] [9] .
Synsdefekter ved skizofreni kan føre til kognitive og sociale problemer [9] . Forbedrede resultater hjælper os med at identificere skjulte synsnedsættelser. Faktisk har der været en hurtig stigning i brugen af kontekstuelle visuelle opgaver (Chubb-illusionen) i NIH-støttede kliniske forsøg og skizofreniforskning. (Gold et al., 2012).
Der er et fald i den hæmmende funktion af cortex i synssystemet med aldring hos både mennesker og dyr. Dette fald i inhibering forklarer faldet i orientering og retningsjustering af visuelle neuroner med aldring. L. R. Betts et al (2005) viste, at ældre mennesker var i stand til at skelne bevægelsen af højkontraststimuli hurtigere end yngre mennesker, og at hæmning var ansvarlig for forskelle i rumlig undertrykkelse [12] . Karas og McKendrick (2009) brugte Chubb-illusionen til at teste, om en baggrund med høj kontrast påvirker ældre deltageres visuelle opfattelser i mindre grad end yngre deltagere på grund af reduceret hæmning. De stimuli, der blev brugt til eksperimenterne, var baseret på parametrene brugt af Dakin, Carlin og Hemsley (2005), som brugte Chubb-illusionen til at teste for reduceret hæmning hos skizofrene. Deres undersøgelse viste dog, at kontrastfølsomheden faktisk ikke faldt med alderen, da ældre deltagere viste større uoverensstemmelse i opfattet mål-til-baggrund kontrast end yngre deltagere.
| optiske illusioner | |
|---|---|
| Illusioner |
|
| I kulturen | |
| Relaterede |
|