En la percepción visual , una ilusión óptica (también llamada ilusión visual [2] ) es una ilusión causada por el sistema visual y caracterizada por una percepción visual que podría decirse que parece diferir de la realidad . Las ilusiones vienen en una amplia variedad; su categorización es difícil porque la causa subyacente a menudo no está clara [3] pero una clasificación [1] [4] propuesta por Richard Gregory es útil como orientación. Según eso, hay tres clases principales: ilusiones físicas, fisiológicas y cognitivas, y en cada clase hay cuatro tipos: ambigüedades, distorsiones, paradojas y ficciones. [4] Un ejemplo clásico de una distorsión física sería la aparente flexión de un palo medio sumergido en agua; un ejemplo de una paradoja fisiológica es el efecto posterior del movimiento (donde, a pesar del movimiento, la posición permanece sin cambios). [4] Un ejemplo de una ficción fisiológica es una imagen residual . [4] Tres distorsiones cognitivas típicas son la ilusión de Ponzo , Poggendorff y Müller-Lyer . [4] Las ilusiones físicas son causadas por el entorno físico, por ejemplo, por las propiedades ópticas del agua. [4] Las ilusiones fisiológicas surgen en el ojo o en la vía visual, por ejemplo, por los efectos de la estimulación excesiva de un tipo específico de receptor. [4] Las ilusiones visuales cognitivas son el resultado de inferencias inconscientes y son quizás las más conocidas. [4]
Las ilusiones visuales patológicas surgen de cambios patológicos en los mecanismos fisiológicos de percepción visual que causan los tipos de ilusiones antes mencionados; se analizan, por ejemplo, en el apartado de alucinaciones visuales .
Las ilusiones ópticas, así como las ilusiones multisensoriales que involucran la percepción visual, también se pueden utilizar en el seguimiento y la rehabilitación de algunos trastornos psicológicos , incluido el síndrome del miembro fantasma [5] y la esquizofrenia . [6]
Un fenómeno conocido y un ejemplo de ilusión visual física es cuando las montañas parecen estar mucho más cerca en un clima despejado con baja humedad ( Foehn ) de lo que están. Esto se debe a que la neblina es una señal de percepción de profundidad , [7] que indica la distancia de los objetos lejanos ( Perspectiva aérea ).
El ejemplo clásico de una ilusión física es cuando un palo sumergido a medias en agua parece doblado. Este fenómeno fue analizado por Ptolomeo ( c. 150 ) [8] y a menudo era un ejemplo prototípico de ilusión.
Se presume que las ilusiones fisiológicas, como las imágenes residuales [9] que siguen a luces brillantes o los estímulos adaptables de patrones alternantes excesivamente más largos ( efecto perceptivo contingente ), son los efectos en los ojos o el cerebro de una estimulación excesiva o la interacción con estímulos contextuales o competitivos de un tipo específico (brillo, color, posición, mosaico, tamaño, movimiento, etc.). La teoría es que un estímulo sigue su camino neuronal individual dedicado en las primeras etapas del procesamiento visual y que la actividad intensa o repetitiva en ese o la interacción con canales adyacentes activos causa un desequilibrio fisiológico que altera la percepción.
La ilusión de la cuadrícula de Hermann y las bandas de Mach son dos ilusiones que a menudo se explican utilizando un enfoque biológico. La inhibición lateral , donde en los campos receptivos de la retina las señales de los receptores de las áreas claras y oscuras compiten entre sí, se ha utilizado para explicar por qué vemos bandas de mayor brillo en el borde de una diferencia de color cuando vemos bandas de Mach. Una vez que un receptor está activo, inhibe los receptores adyacentes. Esta inhibición crea contraste, resaltando los bordes. En la ilusión de la cuadrícula de Hermann, las manchas grises que aparecen en las intersecciones en ubicaciones periféricas a menudo se explican como debido a la inhibición lateral por el entorno en campos receptivos más grandes. [10] Sin embargo, la inhibición lateral como explicación de la ilusión de la cuadrícula de Hermann ha sido refutada . [11] [12] [13] [14] [15] Los enfoques empíricos más recientes de las ilusiones ópticas han tenido cierto éxito en la explicación de los fenómenos ópticos con los que las teorías basadas en la inhibición lateral han luchado. [16]
Se supone que las ilusiones cognitivas surgen de la interacción con suposiciones sobre el mundo, lo que lleva a "inferencias inconscientes", una idea sugerida por primera vez en el siglo XIX por el físico y médico alemán Hermann Helmholtz . [17] Las ilusiones cognitivas se dividen comúnmente en ilusiones ambiguas , ilusiones distorsionantes, ilusiones paradójicas o ilusiones de ficción.
Para que el mundo tenga sentido es necesario organizar las sensaciones que recibimos y convertirlas en información significativa. Los psicólogos de la Gestalt creen que una forma de lograrlo es percibiendo los estímulos sensoriales individuales como un todo significativo. [21] La organización de la Gestalt se puede utilizar para explicar muchas ilusiones, incluida la ilusión del conejo y el pato, en la que la imagen en su conjunto cambia de un pato a un conejo y viceversa, y por qué en la ilusión de la figura y el fondo la figura y el fondo son reversibles.
Además, la teoría de la Gestalt puede utilizarse para explicar los contornos ilusorios del triángulo de Kanizsa . Se ve un triángulo blanco flotante, que no existe. El cerebro tiene la necesidad de ver objetos sencillos y familiares y tiene una tendencia a crear una imagen "completa" a partir de elementos individuales. [21] Gestalt significa "forma" o "figura" en alemán. Sin embargo, otra explicación del triángulo de Kanizsa se basa en la psicología evolutiva y en el hecho de que para sobrevivir era importante ver la forma y los bordes. El uso de la organización perceptiva para crear significado a partir de estímulos es el principio detrás de otras ilusiones conocidas, incluidos los objetos imposibles . El cerebro da sentido a las formas y los símbolos uniéndolos como un rompecabezas, formulando lo que no está allí a lo que es creíble.
Los principios de la percepción gestáltica rigen la forma en que se agrupan los diferentes objetos. La buena forma es cuando el sistema perceptivo intenta llenar los espacios en blanco para ver objetos simples en lugar de objetos complejos. La continuidad es cuando el sistema perceptivo intenta desambiguar qué segmentos encajan en líneas continuas. La proximidad es cuando los objetos que están cerca se asocian. La similitud es cuando los objetos que son similares se ven como asociados. Algunos de estos elementos se han incorporado con éxito en modelos cuantitativos que implican estimación óptima o inferencia bayesiana. [22] [23]
La teoría del doble anclaje, una teoría popular pero reciente de las ilusiones de luminosidad, establece que cualquier región pertenece a uno o más marcos, creados por principios de agrupamiento gestáltico, y dentro de cada marco está anclada independientemente tanto a la luminancia más alta como a la luminancia circundante. La luminosidad de un punto está determinada por el promedio de los valores calculados en cada marco. [24]
Las ilusiones pueden basarse en la capacidad de una persona para ver en tres dimensiones, aunque la imagen que llega a la retina sea solo bidimensional. La ilusión de Ponzo es un ejemplo de una ilusión que utiliza pistas monoculares de percepción de profundidad para engañar al ojo. Pero incluso con imágenes bidimensionales, el cerebro exagera las distancias verticales en comparación con las distancias horizontales, como en la ilusión vertical-horizontal , en la que las dos líneas tienen exactamente la misma longitud.
En la ilusión de Ponzo, las líneas paralelas convergentes le dicen al cerebro que la imagen que está más arriba en el campo visual está más lejos, por lo tanto, el cerebro percibe la imagen como más grande, aunque las dos imágenes que llegan a la retina sean del mismo tamaño. La ilusión óptica que se ve en un diorama / falsa perspectiva también explota suposiciones basadas en señales monoculares de percepción de profundidad . La pintura Cascada de MC Escher explota las reglas de profundidad y proximidad y nuestra comprensión del mundo físico para crear una ilusión. Al igual que la percepción de profundidad , la percepción del movimiento es responsable de una serie de ilusiones sensoriales. La animación cinematográfica se basa en la ilusión de que el cerebro percibe una serie de imágenes ligeramente variadas producidas en rápida sucesión como una imagen en movimiento. Del mismo modo, cuando nos movemos, como lo haríamos si viajáramos en un vehículo, los objetos circundantes estables pueden parecer moverse. También podemos percibir que un objeto grande, como un avión, se mueve más lentamente que los objetos más pequeños, como un automóvil, aunque el objeto más grande en realidad se mueve más rápido. El fenómeno phi es otro ejemplo más de cómo el cerebro percibe el movimiento, que se crea con mayor frecuencia mediante luces parpadeantes en una sucesión cercana.
La ambigüedad de la dirección del movimiento debido a la falta de referencias visuales para la profundidad se muestra en la ilusión de la bailarina que gira . La bailarina que gira parece moverse en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario, dependiendo de la actividad espontánea en el cerebro, donde la percepción es subjetiva. Estudios recientes muestran en la fMRI que hay fluctuaciones espontáneas en la actividad cortical mientras se observa esta ilusión, en particular en el lóbulo parietal porque está involucrado en la percepción del movimiento. [25]
Las constancias perceptivas son fuentes de ilusiones. La constancia del color y la constancia del brillo son responsables del hecho de que un objeto familiar parezca del mismo color independientemente de la cantidad de luz o el color de la luz que se refleje en él. Se puede crear una ilusión de diferencia de color o de diferencia de luminosidad cuando se cambia la luminosidad o el color del área que rodea a un objeto desconocido. La luminosidad del objeto parecerá más brillante contra un campo negro (que refleja menos luz) que contra un campo blanco, aunque el objeto en sí no haya cambiado de luminosidad. De manera similar, el ojo compensará el contraste de color dependiendo del tono de color del área circundante.
Además de los principios de la percepción de la Gestalt, las ilusiones de acuarela contribuyen a la formación de ilusiones ópticas. Las ilusiones de acuarela consisten en efectos de objetos-agujeros y coloración. Los efectos de objetos-agujeros ocurren cuando los límites son prominentes donde hay una figura y un fondo con un agujero que tiene una apariencia volumétrica tridimensional. La coloración consiste en una asimilación de color que irradia desde un borde fino de color que recubre un contorno cromático más oscuro. La ilusión de acuarela describe cómo la mente humana percibe la totalidad de un objeto, como el procesamiento de arriba hacia abajo. Por lo tanto, los factores contextuales influyen en la percepción del brillo de un objeto. [26]
De la misma manera que percibe la constancia del color y el brillo, el cerebro tiene la capacidad de entender que los objetos familiares tienen una forma o un tamaño constantes. Por ejemplo, una puerta se percibe como un rectángulo independientemente de cómo pueda cambiar la imagen en la retina cuando se abre y se cierra la puerta. Sin embargo, los objetos desconocidos no siempre siguen las reglas de la constancia de la forma y pueden cambiar cuando se cambia la perspectiva. La ilusión de las tablas de Shepard [27] es un ejemplo de una ilusión basada en distorsiones de la constancia de la forma.
El investigador Mark Changizi, del Instituto Politécnico Rensselaer de Nueva York, tiene una visión más imaginativa de las ilusiones ópticas, y dice que se deben a un retraso neuronal que la mayoría de los seres humanos experimentan cuando están despiertos. Cuando la luz llega a la retina, transcurre aproximadamente una décima de segundo antes de que el cerebro traduzca la señal en una percepción visual del mundo. Los científicos conocen este retraso, pero han debatido cómo lo compensan los seres humanos; algunos proponen que nuestro sistema motor modifica de algún modo nuestros movimientos para compensar el retraso. [28]
Changizi afirma que el sistema visual humano ha evolucionado para compensar los retrasos neuronales generando imágenes de lo que ocurrirá una décima de segundo en el futuro. Esta previsión permite a los humanos reaccionar a los acontecimientos del presente, lo que les permite realizar actos reflejos como atrapar una pelota y maniobrar con fluidez entre una multitud. [29] En una entrevista con ABC, Changizi dijo: "Las ilusiones ocurren cuando nuestros cerebros intentan percibir el futuro y esas percepciones no coinciden con la realidad". [30] Por ejemplo, una ilusión llamada ilusión de Hering parece radios de bicicleta alrededor de un punto central, con líneas verticales a ambos lados de este punto central, llamado punto de fuga. [31] La ilusión nos engaña haciéndonos creer que estamos mirando una imagen en perspectiva y, por lo tanto, según Changizi, activa nuestras habilidades para ver el futuro. Como en realidad no nos estamos moviendo y la figura es estática, percibimos erróneamente las líneas rectas como curvas. Changizi dijo:
La evolución ha hecho que dibujos geométricos como éste nos provoquen premoniciones sobre el futuro próximo. Las líneas que convergen hacia un punto de fuga (los radios) son señales que engañan a nuestro cerebro y le hacen creer que nos estamos moviendo hacia adelante (como lo haríamos en el mundo real, donde el marco de la puerta (un par de líneas verticales) parece arquearse a medida que avanzamos) y tratamos de percibir cómo será ese mundo en el instante siguiente. [29]
Una ilusión visual patológica es una distorsión de un estímulo externo real [32] y suele ser difusa y persistente. Las ilusiones visuales patológicas suelen aparecer en todo el campo visual, lo que sugiere una excitabilidad global o alteraciones de la sensibilidad. [33] Alternativamente, la alucinación visual es la percepción de un estímulo visual externo cuando no existe ninguno. [32] Las alucinaciones visuales suelen deberse a una disfunción focal y suelen ser transitorias.
Los tipos de ilusiones visuales incluyen oscilopsia , halos alrededor de objetos , palinopsia ilusoria ( rastros visuales , vetas de luz , imágenes residuales indistintas prolongadas ), acinetopsia , nieve visual , micropsia , macropsia , teleopsia , pelopsia , metamorfopsia , discromatopsia , resplandor intenso , fenómeno entóptico de campo azul y árboles de Purkinje .
Estos síntomas pueden indicar una enfermedad subyacente y hacer necesaria la visita a un médico. Las etiologías asociadas con las ilusiones visuales patológicas incluyen múltiples tipos de enfermedades oculares , migrañas , trastorno de percepción persistente por alucinógenos , traumatismo craneal y medicamentos recetados . Si un examen médico no revela una causa de las ilusiones visuales patológicas, las alteraciones visuales idiopáticas podrían ser análogas al estado de excitabilidad alterado observado en el aura visual sin migraña. Si las ilusiones visuales son difusas y persistentes, a menudo afectan la calidad de vida del paciente. Estos síntomas a menudo son refractarios al tratamiento y pueden ser causados por cualquiera de las etiologías mencionadas anteriormente, pero a menudo son idiopáticos. No existe un tratamiento estándar para estas alteraciones visuales.
La ilusión de la mano de goma (RHI), una ilusión multisensorial que involucra tanto la percepción visual como el tacto , se ha utilizado para estudiar cómo el síndrome del miembro fantasma afecta a los amputados a lo largo del tiempo. [5] Los amputados con el síndrome en realidad respondieron a la RHI con más fuerza que los controles, un efecto que a menudo fue consistente para ambos lados del brazo intacto y el amputado. [5] Sin embargo, en algunos estudios, los amputados en realidad tuvieron respuestas más fuertes a la RHI en su brazo intacto, y los amputados más recientes respondieron a la ilusión mejor que los amputados que habían estado sin un brazo durante años o más. [5] Los investigadores creen que esto es una señal de que el esquema corporal , o el sentido que tiene un individuo de su propio cuerpo y sus partes, se adapta progresivamente al estado posterior a la amputación. [5] Esencialmente, los amputados estaban aprendiendo a no responder más a las sensaciones cerca de lo que alguna vez había sido su brazo. [5] Como resultado, muchos han sugerido el uso de RHI como una herramienta para monitorear el progreso de un amputado en la reducción de sus sensaciones de miembro fantasma y la adaptación al nuevo estado de su cuerpo. [5]
Otras investigaciones utilizaron RHI en la rehabilitación de amputados con miembros protésicos . [34] Después de una exposición prolongada a RHI, los amputados gradualmente dejaron de sentir una disociación entre la prótesis (que se parecía a la mano de goma) y el resto de su cuerpo. [34] Se pensó que esto se debía a que se adaptaron a responder y mover un miembro que no sentían tan conectado con el resto de su cuerpo o sentidos. [34]
El RHI también se puede utilizar para diagnosticar ciertos trastornos relacionados con la propiocepción deteriorada o el sentido del tacto deteriorado en personas no amputadas. [34]
La esquizofrenia , un trastorno mental que suele estar caracterizado por alucinaciones , también disminuye la capacidad de una persona para percibir ilusiones ópticas de orden superior. [6] Esto se debe a que la esquizofrenia altera la capacidad de una persona para realizar un procesamiento de arriba hacia abajo y una integración de nivel superior de la información visual más allá de la corteza visual primaria, V1 . [6] Comprender cómo ocurre esto específicamente en el cerebro puede ayudar a comprender cómo las distorsiones visuales, más allá de las alucinaciones imaginarias , afectan a los pacientes esquizofrénicos. [6] Además, evaluar las diferencias entre cómo los pacientes esquizofrénicos y los individuos no afectados ven las ilusiones puede permitir a los investigadores identificar mejor dónde se procesan ilusiones específicas en los flujos visuales . [6]
Un estudio sobre pacientes esquizofrénicos descubrió que era extremadamente improbable que fueran engañados por una ilusión óptica tridimensional, la ilusión de la cara hueca , a diferencia de los voluntarios neurotípicos . [35] Con base en datos de fMRI , los investigadores concluyeron que esto era resultado de una desconexión entre sus sistemas para el procesamiento de abajo hacia arriba de señales visuales y las interpretaciones de arriba hacia abajo de esas señales en la corteza parietal . [35] En otro estudio sobre la ilusión de ceguera inducida por el movimiento (MIB) (foto de la derecha), los pacientes esquizofrénicos continuaron percibiendo objetivos visuales estacionarios incluso cuando observaban estímulos de movimiento que los distraían, a diferencia de los controles neurotípicos , que experimentaron ceguera inducida por el movimiento. [36] Los sujetos de prueba esquizofrénicos demostraron una organización cognitiva deteriorada, lo que significa que eran menos capaces de coordinar su procesamiento de señales de movimiento y señales de imágenes estacionarias. [36]
Entre los artistas que han trabajado con ilusiones ópticas se incluyen MC Escher , [37] Bridget Riley , Salvador Dalí , Giuseppe Arcimboldo , Patrick Bokanowski , Marcel Duchamp , Jasper Johns , Oscar Reutersvärd , Victor Vasarely y Charles Allan Gilbert . Entre los artistas contemporáneos que han experimentado con ilusiones se incluyen Jonty Hurwitz , Sandro del Prete , Octavio Ocampo , Dick Termes , Shigeo Fukuda , Patrick Hughes , István Orosz , Rob Gonsalves , Gianni A. Sarcone , Ben Heine y Akiyoshi Kitaoka . La ilusión óptica también se utiliza en el cine mediante la técnica de la perspectiva forzada .
El arte óptico es un estilo de arte que utiliza ilusiones ópticas para crear la impresión de movimiento o imágenes y patrones ocultos. El trampantojo utiliza imágenes realistas para crear la ilusión óptica de que los objetos representados existen en tres dimensiones.
En varios países asiáticos se han abierto atracciones turísticas que emplean arte ilusorio a gran escala que permite a los visitantes fotografiarse en escenas fantásticas, como el Museo Trickeye y el Museo 3D de Hong Kong . [38] [39]
La hipótesis sostiene que las ilusiones visuales se producen porque el circuito neuronal de nuestro sistema visual evoluciona, mediante aprendizaje neuronal, hacia un sistema que realiza interpretaciones muy eficientes de escenas 3D habituales, basándose en la aparición de modelos simplificados en nuestro cerebro que aceleran el proceso de interpretación pero dan lugar a ilusiones ópticas en situaciones inusuales. En este sentido, la hipótesis de los procesos cognitivos puede considerarse un marco para la comprensión de las ilusiones ópticas como la firma de la forma empírica y estadística en que la visión ha evolucionado para resolver el problema inverso. [40]
Las investigaciones indican que las capacidades de visión 3D surgen y se aprenden conjuntamente con la planificación de los movimientos. [41] Es decir, a medida que se perciben mejor las señales de profundidad, los individuos pueden desarrollar patrones más eficientes de movimiento e interacción dentro del entorno 3D que los rodea. [41] Después de un largo proceso de aprendizaje, surge una representación interna del mundo que se ajusta bien a los datos percibidos que provienen de objetos más cercanos. La representación de objetos distantes cerca del horizonte es menos "adecuada". [ se necesita más explicación ] De hecho, no es solo la Luna la que parece más grande cuando la percibimos cerca del horizonte. En una foto de una escena lejana, todos los objetos distantes se perciben como más pequeños que cuando los observamos directamente utilizando nuestra visión.
![Ilusión de acuarela: el borde amarillo y azul de esta forma crea la ilusión de que el objeto es de color amarillo pálido en lugar de blanco[42]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/20/Subjectively_constructed_water-color.svg/1280px-Subjectively_constructed_water-color.svg.png)
![Filtro cian subjetivo, izquierda: filtro cian cuadrado construido subjetivamente sobre círculos azules, derecha: los círculos cian pequeños inhiben la construcción del filtro[43][44]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ca/Optical_illusion_-_subjectively_constructed_cyan_sqare_filter_above_blue_cirles.gif/1280px-Optical_illusion_-_subjectively_constructed_cyan_sqare_filter_above_blue_cirles.gif)
![Efecto de entrelazamiento ilusorio de Pinna[45] e ilusión de Pinna (scholarpedia).[46] La imagen muestra cuadrados girando en espiral, aunque están dispuestos en círculos concéntricos.](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/45/Pinna's_illusory_intertwining_effect.gif/1280px-Pinna's_illusory_intertwining_effect.gif)
.gif/1280px-Politeness_simulation_(LOC_cph.3g08085).gif)
![Ilusión de Pinna-Brelstaff: los dos círculos parecen moverse cuando la cabeza del espectador se mueve hacia adelante y hacia atrás mientras mira el punto negro.[47]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b1/Revolving_circles.svg/1280px-Revolving_circles.svg.png)
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