Einführung in die visuelle Wahrnehmung, Illusionen und Neurobiologie Herr Dipl. Psych. Hamburger: Visuelle Wahrnehmung 26.04.2005: Visual illusions and neurobiology Von David M. Eagleman Sylvia A. Scharf, sylvia.scharf@psychol.uni-giessen.de, 0172-668 51 80

Was sind Illusionen/optische Täuschungen und warum haben wir sie? Manchmal „Annahmen“, die unser vis. System macht, manchmal Produkt/Begleiterscheinung vom Versuch der „Feineinstellung“, bzw. Anpassung oder aktiver Ausgleich Eröffnung neurobiolog. Forschungen, Entwicklung der nötigen Forschungstechniken Meist unbeachtet, obwohl oft präsent, z.B. 3-D-Kino Wie tragen Illusionen dazu bei neurowissenschaftl. zu forschen, welche Einschränkungen gibt es u. wie werden verschiedenen Täuschungen kategorisiert Halfen bei der Erforschung des Auges, Reizweiterleitung und –verarbeitung im Gehirn

Geschichtliche Anfänge Bereits 4. Jh. v. Chr. entdeckte Aristoteles den „motion-aftereffect“ (Nacheffekt, Nachwirkung Waterfall-Illusion: nach Betrachten des fließenden Wassers scheinen feste Objekte rückwärts zu laufen ) Nacheffekt: Oberbegriff für reizabhängige Erscheinungen, die über den aktuellen Reizkontakt hinausreichen bzw. erst nach Beendigung des Reizkontaktes auftreten 11. Jh. N. Chr. beschrieb Alhazen den „simultaneous colour contrast“ (Farbsimultankontrast) Nachbild: Bild, das wahrgenommen wird, nachdem die ursprüngliche Quelle der Stimulation entfernt wurde. Meist nach 30-60 s Betrachten. Eigentlich Wasserfall: Bewegungseffekt, wenn man länger das nach unten fließende Wasser anschaut und dann auf eine ruhende Fläche sieht, scheint es, als würde sie sich in die entgegengesetzt Richtung bewegen also rückwärts laufen. Quasi als „Ausgleichs- oder Nachlauffunktion“, wie wenn man sich lange in eine Richtung gedreht hat und dann nochmal in die andere dreht um so schneller wieder gerade laufen zu können

Hier ein negatives Nachbild durch Adaption Hier ein negatives Nachbild durch Adaption. Komplementärfarben (die sich im Farbenkreis gegenüber liegen)

Eine Fläche wirkt unterschiedlich hell, wegen der sie umgebenden Areale.

Simultankontrast Eine Fläche wirkt unterschiedlich hell wegen der sie umgebenden Fläche Kontrast: scheinbare Verstärkung von Unterschieden zweier Reize (Helligkeit oder Farbunterschied) aus derselben Sinnesmodalität, also Farbe, Form, Größe

Geschichtliches mehr 1865: Ernst Mach entdeckt die Illusion der lateralen Interaktion (Mach bands / Mach Bänder) 1870: Ludimar Hermann findet im „Hermann‘s Grid / Hermannsgitter graue Punkte in den Kreuzungen Neue Theorie: laterale Interaktion zwischen Zellen, Hemmung und Erregung

Herrmann-Gitter. Wäre es in Farbe, rot/grün, gäbe es den Effekt nicht.

Zöllner-Illusion: Langen Parallel-Linien scheinen nicht parallel zu sein, Kontrast zwischen langen u. kurzen Linien Laterale Hemmung löst Orientierungskontrast aus

Geschichtliches noch mehr 1955: Kanizsa zeigt anhand des „Kanizsa triangle“, daß man „illusory contours“/ „subjektive Konturen“ wahrnimmt 1984: Von der Heydt et al. entdeckten im V2 Neurone, die feuern, wenn ihre rezeptiven Felder durch eine illusionäre Kontur stimuliert werden, bzw. der Stimulus diese durchdringt

Starke Tendenz, eine Figur vor dem Grund wahrzunehmen, sogar wenn es sie gar nicht gibt (subjektive Erfahrung subjektive Konturen) Triangle: Reizmuster nur aus drei schw. Kreisen und vier unverbundenen Strichen!

Necker-Cube

Ambigous figures

Geometrisch-optische Täuschung von Ebbinghaus, Täuschung bedingt durch die Anordnung der Kreise

Zusammenfassung/Kategorien Illusionen durch laterale Interaktion (Mach-Bänder): Neuronen können ihre benachbarten Zellen hemmen/stimulieren. Daher kann ZS Unterschiede zw. ähnlichen Arealen wahrnehmen, aber es entstehen auch Täuschungen Illusionäre Konturen (Kanizsa-Triangle): subj. Konturen werden im Gehirn auf der Basis des Feedbacks von höheren Arealen zusammengefügt Nacheffekt (Wasserfall-Illusion): Motion-After-Effect: Neuronen sind adaptiert auf nach unten fließendes Wasser, bei Stop „Nachlaufeffekt“.

Multistabel Stimuli: (Necker-Cube, Alte Frau-Junge Frau, Face-Vase):Mehrdeutige Stimuli (ambigous figure) können „flippen“. Wichtig für Forschung, weil aktive Gehirnareale sichtbar, je nachdem welches Bild man gerade sieht.

Zukunftsausblick „Timing of awareness“: welches Auge nimmt was wann wahrverspätete Wahrnehmung Latenzzeit gleich der physiolog. Reaktion? Forscher meinen, dass das Hirn „Zeit“ symbolisch verschlüsselt, so dass Unterschiede in der Stimuluszeit nicht unbedingt mit physiolog. Unterschieden übereinstimmen müssen

Zukunftsausblick Prozesse im Gehirn sollen weiter erforscht werden Dazu kann man auch selbst optische Täuschungen entwerfen (anhand der bisherigen Kenntnisse) u. entsprechend Parameter eliminieren oder modifizieren

Klausurfragen 1. Beschreiben Sie den Effekt des Simultankontrasts. 2. Was versteht man unter einer „Ambigous Figure“?

Literatur, Quellen E. Bruce Goldstein: Wahrnehmungspsychologie, 2. Aufl., Vorwort Zimbardo, 6. Aufl. Werner D. Fröhlich: Wörterbuch Psychologie

Vielen Dank für`s Zuhören!