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 posiblemente parece diferir de la realidad . Las ilusiones son muy variadas; 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 esto, 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 distorsión física sería la aparente curvatura de un palo medio sumergido en agua; un ejemplo de paradoja fisiológica es el efecto secundario del movimiento (donde, a pesar del movimiento, la posición permanece sin cambios). [4] Un ejemplo de 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 una 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 implican la percepción visual, también se pueden utilizar en el seguimiento y rehabilitación de algunos trastornos psicológicos , incluido el síndrome del miembro fantasma [5] y la esquizofrenia . [6]
Un fenómeno familiar y un ejemplo de ilusión visual física es cuando las montañas parecen estar mucho más cerca de lo que están en un clima despejado con poca humedad ( Foehn ). Esto se debe a que la neblina es una señal para la percepción de profundidad , [7] que indica la distancia de objetos lejanos ( perspectiva aérea ).
El ejemplo clásico de ilusión física es cuando un palo medio sumergido en agua parece doblado. Este fenómeno fue discutido por Ptolomeo ( c. 150 ) [8] y a menudo fue un ejemplo prototípico de una ilusión.
Se supone que las ilusiones fisiológicas, como las imágenes residuales [9] que siguen a luces brillantes o estímulos adaptativos de patrones alternos excesivamente largos ( efecto perceptivo contingente ), son los efectos en los ojos o el cerebro de una estimulación o interacción excesiva 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 dedicado individual en las primeras etapas del procesamiento visual y que la actividad intensa o repetitiva en ese estímulo o la interacción con elementos activos contiguos canales provoca un desequilibrio fisiológico que altera la percepción.
La ilusión de la rejilla de Hermann y las bandas de Mach son dos ilusiones que a menudo se explican mediante un enfoque biológico. La inhibición lateral , donde en los campos receptivos de la retina las señales del receptor de 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 observamos las 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, a menudo se explica que las manchas grises que aparecen en las intersecciones en ubicaciones periféricas se deben a la inhibición lateral por parte del entorno en campos receptivos más grandes. [10] Sin embargo, la inhibición lateral como explicación de la ilusión de la rejilla de Hermann ha sido refutada . [11] [12] [13] [14] [15] Los enfoques empíricos más recientes de las ilusiones ópticas han tenido cierto éxito en explicar fenómenos ópticos con los que las teorías basadas en la inhibición lateral han luchado. [dieciséis]
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 de paradoja o ilusiones de ficción.
Para darle sentido al mundo es necesario organizar las sensaciones entrantes en información que sea 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 Gestalt se puede utilizar para explicar muchas ilusiones, incluida la ilusión de conejo y pato, donde la imagen en su conjunto cambia de ser un pato a ser un conejo y por qué en la ilusión de figura y fondo la figura y el fondo son reversibles. .
Además, la teoría Gestalt se puede utilizar para explicar los contornos ilusorios del triángulo de Kanizsa . Se ve un triángulo blanco flotante, que no existe. El cerebro necesita ver objetos simples y familiares y tiende 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 formas y bordes. El uso de la organización perceptual para crear significado a partir de estímulos es el principio detrás de otras ilusiones bien conocidas, incluidos los objetos imposibles . El cerebro da sentido a las formas y los símbolos, uniéndolos como un rompecabezas, formulando desde lo que no existe hasta lo que es creíble.
Los principios gestalt de percepción gobiernan la forma en que se agrupan los diferentes objetos. La buena forma es cuando el sistema de percepción intenta llenar los espacios en blanco para ver objetos simples en lugar de objetos complejos. La continuidad es donde el sistema perceptivo intenta eliminar la ambigüedad de qué segmentos encajan en líneas continuas. La proximidad es donde se asocian objetos que están muy juntos. La similitud es cuando los objetos que son similares se consideran 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, afirma que cualquier región pertenece a uno o más marcos, creados por principios de agrupación gestalt, y dentro de cada marco está anclado de forma independiente 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 un individuo para ver en tres dimensiones, aunque la imagen que llega a la retina sea sólo bidimensional. La ilusión de Ponzo es un ejemplo de ilusión que utiliza señales 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 donde 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 se encuentra más arriba en el campo visual está más lejos, por lo tanto, el cerebro percibe que la imagen es más grande, aunque las dos imágenes que llegan a la retina sean del mismo tamaño. La ilusión óptica vista en un diorama / perspectiva falsa también explota suposiciones basadas en señales monoculares de percepción de profundidad . El cuadro 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 de 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 mientras viajamos en un vehículo, los objetos estables que nos rodean pueden parecer que se mueven. También podemos percibir que un objeto grande, como un avión, se mueve más lentamente que 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 a menudo se crea mediante luces parpadeantes en estrecha sucesión.
La ambigüedad de la dirección del movimiento debido a la falta de referencias visuales de profundidad se muestra en la ilusión del bailarín giratorio . La bailarina que gira parece moverse en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj, dependiendo de la actividad espontánea en el cerebro, donde la percepción es subjetiva. Estudios recientes muestran en la resonancia magnética funcional que hay fluctuaciones espontáneas en la actividad cortical al observar esta ilusión, particularmente en el lóbulo parietal porque participa en la percepción del movimiento. [25]
Las constancias perceptuales son fuentes de ilusiones. La constancia del color y la constancia del brillo son responsables del hecho de que un objeto familiar aparecerá 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 diferencia de luminosidad cuando se cambia la luminosidad o el color del área que rodea un objeto desconocido. La luminosidad del objeto aparecerá más brillante contra un campo negro (que refleja menos luz) que contra un campo blanco, aunque el objeto en sí no haya cambiado en luminosidad. De manera similar, el ojo compensará el contraste de color dependiendo del matiz de color del área circundante.
Además de los principios gestálticos de percepción, las ilusiones de acuarela contribuyen a la formación de ilusiones ópticas. Las ilusiones de acuarela consisten en efectos de agujeros de objetos y coloración. Los efectos de agujero de objeto ocurren cuando los límites son prominentes donde hay una figura y un fondo con un agujero que tiene apariencia volumétrica 3D. La coloración consiste en la asimilación del color que irradia un borde de color fino que recubre un contorno cromático más oscuro. La ilusión de la acuarela describe cómo la mente humana percibe la totalidad de un objeto, como por ejemplo el procesamiento de arriba hacia abajo. Por tanto, los factores contextuales influyen en la percepción del brillo de un objeto. [26]
Así como percibe las constancias de color y brillo, el cerebro tiene la capacidad de entender que los objetos familiares tienen una forma o tamaño consistente. 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. Los objetos desconocidos, sin embargo, no siempre siguen las reglas de constancia de forma y pueden cambiar cuando se cambia la perspectiva. La ilusión de las tablas de Shepard [27] es un ejemplo de ilusión basada en distorsiones en 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 humanos experimentan mientras están despiertos. Cuando la luz llega a la retina, pasa aproximadamente una décima de segundo antes de que el cerebro traduzca la señal en una percepción visual del mundo. Los científicos conocían el retraso, pero han debatido cómo los humanos lo compensan, y algunos proponen que nuestro sistema motor modifica de alguna manera 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 ante los acontecimientos del presente, permitiéndoles realizar actos reflejos como atrapar un elevado y maniobrar suavemente entre una multitud. [29] En una entrevista con ABC, Changizi dijo: "Las ilusiones ocurren cuando nuestro cerebro intenta 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 cada lado de este punto central, el llamado punto de fuga. [31] La ilusión nos engaña haciéndonos pensar que estamos mirando una imagen en perspectiva y, por lo tanto, según Changizi, activa nuestras habilidades de visión del futuro. Como en realidad no nos estamos moviendo y la figura es estática, percibimos erróneamente las líneas rectas como curvas. Changizi dijo:
La evolución se ha encargado de que dibujos geométricos como éste provoquen en nosotros premoniciones del futuro próximo. Las líneas convergentes hacia un punto de fuga (los radios) son señales que engañan a nuestro cerebro haciéndole creer que estamos avanzando, como lo haríamos en el mundo real, donde el marco de la puerta (un par de líneas verticales) parece inclinarse a medida que nos movemos. a través de él, y tratamos de percibir cómo será ese mundo en el siguiente instante. [29]
Una ilusión visual patológica es una distorsión de un estímulo externo real [32] y, a menudo, es difusa y persistente. Las ilusiones visuales patológicas suelen ocurrir en todo el campo visual, sugiriendo alteraciones globales de la excitabilidad o la sensibilidad. [33] Alternativamente, la alucinación visual es la percepción de un estímulo visual externo donde no existe ninguno. [32] Las alucinaciones visuales a menudo se deben a una disfunción focal y suelen ser transitorias.
Los tipos de ilusiones visuales incluyen oscilopsia , halos alrededor de objetos , palinopsia ilusoria ( rastro visual , rayas de luz , imágenes residuales prolongadas e indistintas ), acinetopsia , nieve visual , micropsia , macropsia , teleopsia , pelopsia , metamorfopsia , discromatopsia , resplandor intenso , fenómeno entóptico de campo azul , y árboles purkinje .
Estos síntomas pueden indicar una enfermedad subyacente y requerir la consulta de un médico. Las etiologías asociadas con las ilusiones visuales patológicas incluyen múltiples tipos de enfermedades oculares , migrañas , trastorno de percepción persistente de alucinógenos , traumatismo craneoencefálico y medicamentos recetados . Si un examen médico no revela la causa de las ilusiones visuales patológicas, las alteraciones visuales idiopáticas podrían ser análogas al estado alterado de excitabilidad que se observa en el aura visual sin migraña. Si las ilusiones visuales son difusas y persistentes, suelen afectar la calidad de vida del paciente. Estos síntomas suelen ser refractarios al tratamiento y pueden ser causados por cualquiera de las etiologías antes mencionadas, pero suelen ser idiopáticos. No existe un tratamiento estándar para estos trastornos 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 con el tiempo. [5] Los amputados con el síndrome en realidad respondieron al RHI con más fuerza que los controles, un efecto que a menudo fue consistente tanto en el lado del brazo intacto como en el amputado. [5] Sin embargo, en algunos estudios, los amputados en realidad tuvieron respuestas más fuertes al RHI en su brazo intacto, y los amputados más recientes respondieron a la ilusión mejor que los amputados a los que les había faltado 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 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 adaptarse al nuevo estado de su cuerpo. [5]
Otra investigación utilizó RHI en la rehabilitación de amputados con prótesis . [34] Después de una exposición prolongada al 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 pensaba que esto se debía a que se adaptaban a responder y mover una extremidad que no se sentía tan conectada con el resto de su cuerpo o sus sentidos. [34]
RHI también se puede utilizar para diagnosticar ciertos trastornos relacionados con la propiocepción alterada o el sentido del tacto alterado en personas no amputadas. [34]
La esquizofrenia , un trastorno mental a menudo caracterizado por alucinaciones , también disminuye la capacidad de una persona para percibir ilusiones ópticas de alto nivel. [6] Esto se debe a que la esquizofrenia afecta la capacidad de realizar un procesamiento de arriba hacia abajo y una integración de nivel superior de 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 encontró que era extremadamente improbable que se dejaran engañar por una ilusión óptica tridimensional, la ilusión de la cara hueca , a diferencia de los voluntarios neurotípicos . [35] Con base en datos de resonancia magnética funcional , los investigadores concluyeron que esto se debía a una desconexión entre sus sistemas para el procesamiento ascendente 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) (en la foto de la derecha), los pacientes esquizofrénicos continuaron percibiendo objetivos visuales estacionarios incluso cuando observaban estímulos de movimiento que 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]
Los artistas que han trabajado con ilusiones ópticas incluyen a 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 encuentran 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 op art es un estilo de arte que utiliza ilusiones ópticas para crear una impresión de movimiento o imágenes y patrones ocultos. Trompe-l'œil 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 afirma que las ilusiones visuales se producen porque los circuitos neuronales de nuestro sistema visual evolucionan, mediante aprendizaje neuronal, hacia un sistema que realiza interpretaciones muy eficientes de escenas habituales en 3D basándose en la aparición de modelos simplificados en nuestro cerebro que aceleran el proceso de interpretación, pero dar 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 firma de la forma estadística empírica 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 movimientos. [41] Es decir, a medida que las señales de profundidad se perciben mejor, los individuos pueden desarrollar patrones de movimiento e interacción más eficientes dentro del entorno 3D que los rodea. [41] Después de un largo proceso de aprendizaje, emerge una representación interna del mundo que se ajusta bien a los datos percibidos provenientes de objetos más cercanos. La representación de objetos distantes cerca del horizonte es menos "adecuada". [ se necesita más explicación ] De hecho, no es sólo la Luna la que parece más grande cuando la percibimos cerca del horizonte. En una fotografía de una escena lejana, todos los objetos distantes se perciben más pequeños que cuando los observamos directamente con 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 cuadrado cian construido subjetivamente sobre círculos azules, derecha: pequeños círculos cian 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)
![El efecto entrelazado ilusorio de Pinna[45] y la ilusión de Pinna (scholarpedia).[46] La imagen muestra cuadrados que giran 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)
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