ILLUSIONI OTTICHE Un' illusione ottica è una qualsiasi illusione che inganna l'apparato visivo umano, facendogli percepire qualcosa che non è presente o facendogli percepire in modo scorretto qualcosa che è presente. Un'illusione, a sua volta, è una distorsione di una percezione sensoriale, causata dal modo in cui il cervello normalmente organizza ed interpreta le stesse. Le illusioni possono coinvolgere i vari sensi, ma quelle visive sono le più famose e conosciute, dal momento che la vista spesso prevale sugli altri sensi. Le illusioni ottiche possono manifestarsi naturalmente o essere dimostrate da specifici trucchi visuali che mostrano particolari assunzioni del sistema percettivo umano. In base al meccanismo che ne è causa, quindi, si hanno tre categorie di illusioni: ottiche, quando sono causate da fenomeni puramente ottici e pertanto non dipendenti dalla fisiologia umana; percettive, in quanto generate dalla fisiologia dell'occhio. Un esempio sono le immagini postume che si possono vedere chiudendo gli occhi dopo avere fissato un'immagine molto contrastata e luminosa; cognitive, dovute all'interpretazione che il cervello dà delle immagini. Un caso tipico sono le figure impossibili e i paradossi prospettici.

AFTERIMAGE Un afterimage o immagine fantasma è un illusione ottica che si riferisce ad un immagine continua che appare in una visione dopo che l'esposizione all'immagine originale è cessata. Il fenomeno della afterimages può essere strettamente legato alla persistenza di visione, che permette una rapida serie di immagini che ritraggono un movimento, che è alla base di un'animazione.

Aftereffects: Bianco-Nero I Fissate intensamente il bulbo nero della lampadina raffigurata in basso, per circa trenta secondi. Cercate di non distogliere lo sguardo dal centro del bulbo. Immediatamente spostate lo sguardo nella parte destra, in bianco, del disegno: dovreste vedere la lampadina sfavillare!

Questa immagine fantasma che vedete sfavillare nella parte bianca del disegno, è chiamata 'Afterimage'. Quando mettete a fuoco sul bulbo disegnato in nero, i fotorecettori della luce (il cui compito è quello di convertire la luce in impulsi elettrici) nella vostra retina rispondono allo stimolo e così anche i neuroni che ricevono l'impulso da questi fotorecettori. Mentre continuate a fissare il disegno, questi fotorecettori si desensibilizzano (si 'affaticano')! Quindi il fotopigmento della retina, viene 'stancato' da uno stimolo costante. Questa desensibilizzazione è più forte per le cellule che vedono le parti più luminose del disegno, e più debole per quelle che vedono le parti più scure. Quando, poi, si sposta lo sguardo su un foglio bianco, le cellule meno 'affaticate' rispondono meglio delle altre, producendo la parte più luminosa dell'immagine fantasma: un bulbo luminoso! Tra l'altro l'afterimage è il negativo di quella che avevate osservato prima: il nero diventa bianco e viceversa. La desensibilizzazione della retina può essere importante per la sopravvivenza! Infatti il cervello tende ad ignorare uno stimolo continuo, in favore di uno che cambia continuamente, poichè è più meritevole di attenzione lo stimolo che identifica qualcosa che si muove, piuttosto che un'immagine fissa!

Fissate intensamente i quattro puntini neri che stanno al centro del disegno, per circa trenta secondi. Immediatamente spostate lo sguardo su un foglio di carta bianco o una parete...

Anche questo è un esempio di afterimage! Da notare stavolta, che se essa viene osservata su un foglio di carta posto vicino a voi, l'immagine sembra relativamente piccola, ma se provate ad osservarla su un muro distante, appare molto più grande, con un effetto sicuramente più spettacolare! E ciò anche se le dimensioni e la forma dell'immagine sulla retina rimangono le stesse! Le dimensioni dell'afterimage percepite, variano direttamente con la distanza della superficie su cui viene osservata; questa relazione è una conseguenza di una relazione di percezione più generale, chiamata legge di Emmert: "La dimensione percepita di un particolare angolo visivo è direttamente proporzionale alla sua distanza percepita" In parole povere:"Più un oggetto ci sembra lontano, più ci sembra grande!" Quindi per concludere: il cervello, nel calcolare le dimensioni di un oggetto, non si serve soltanto delle dimensioni dell'immagine proiettata sulla retina, ma anche di quella che è la distanza percepita tra noi e l'oggetto stesso!

Questa relazione spiega quindi l'illusione del binario:

Fissate intensamente la grande area scura che sta centro del disegno, per circa trenta secondi solo con un occhio. Poi spostate lo sguardo su un foglio di carta bianco o una parete e provate a vedere cosa appare chiudendo ora un occhio ora l'altro... Quando chiudete l'occhio sinistro e fissate l'imamgine con con l'occhio destro, solo quest'occhio vedrà l'afterimage quando sposterete lo sguardo su un foglio bianco, e non il sinistro! L'immagine fantasma non si sposta da un occhio all'altro. Questo aiuta gli scenziati a determinare dove si verifica il fenomeno nel sistema visivo: infatti questo tipo di aftereffect è causato dalla desensibilizzazione delle cellule della retina, piuttosto che da quelle poste nella corteccia visiva dove le immagini dei due occhi si combinano.

Fissate intensamente la spirale che si muove per circa trenta secondi con un occhio chiuso. Poi spostate lo sguardo su un oggetto fermo, e provate ad osservare quello che vedete aprendo un occhio o l'altro. Anche osservando con l'occhio che prima era chiuso, noterete che si presenterà l'aftereffect, anche se in misura minore rispetto all'altro occhio.

Questa dimostrazione ci dice dove avviene il processo di riconoscimento del movimento nel percorso visivo. Esso viene avvertito parzialmente da i neuroni che ricevono gli impulsi di un occhio (neuroni monoculari) e parzialmente dal quelli che ricevono l'impulso dai due occhi contemporaneamente (neuroni binoculari). Per questo tipo di neuroni non importa da quale occhio provenga lo stimolo, e quindi è a causa di questi che avviene il trasferimento dell'effetto di movimento fittizio da un occhio all'altro.

L'aftereffect dovuto al movimento, fa vedere qualcosa che si muove quando in realtà non si muove niente! In passato è stata chiamata "l'illusione della cascata" perchè si presenta anche quando si fissa per un certo periodo l'acqua di una cascata. Anche in questo caso l'illusione nasce dal fatto che le cellule nervose che segnalano il movimento, dopo un impulso continuo, iniziano a perdere in sensibilità e rispondono con un segnale sempre più debole. Nell'uomo, le cellule che rispondono al movimento, appaiono situate nella corteccia e non nella retina. La risposta ad una qualità sensoriale, come il movimento, la luminosità, il colore, la profondità, etc., non sono rappresentate dal cervello dallo stimolo di un singolo gruppo di neuroni, ma piuttosto dall'attività di un gruppo di essi in relazione all'attività di un altro gruppo. Per esempio, il movimento orario viene percepito con la maggior risposta dei neuroni che registrano questo tipo di movimento rispetto all'attività di quelli che registrano il movimento antiorario. Se il primo tipo di neuroni inizia a rispondere meno, dopo uno stimolo prolungato, il bilanciamento tra i due gruppi di neuroni viene compromesso. Quindi se osservate un oggetto fermo, i neuroni che codificano il movimento orario, rimangono inibiti rispetto agli altri, e il cervello conclude che l'oggetto si stia movendo nella direzione opposta a quella dello stimolo che ha causato l'inibizione dei neuroni.

Fissate per un po' la figura, poi spostate la testa in avanti ed indietro alternativamente. Noterete un effetto di ombreggiatura che oscillerà tra le sezioni colorate in bianco e quelle colorate in nero. Fissate per un po' la figura, poi spostate la testa in avanti ed indietro alternativamente. Noterete delle strisce scure che vanno dal centro alla periferia, che si muoveranno in senso rotatorio.

Fissate per un po' il punto centrale, poi spostate lo sguardo su quello a destra e a sinistra alternativamente. Noterete come la colonna centrale sembri spostarsi nella direzione opposta. Fissate bene il disegno e poi guardate una superficie chiara.

Le afterimage, erano conosciute da tempo, come dimostrano queste immagini tratte da quotidiani di inizio secolo: