Ο ρόλος του χρώματος στην αντίληψη της μορφής και του βάθους

Ο ρόλος του χρώματος στην αντίληψη της μορφής και του βάθους

Στους κατοίκους ενός κόσμου χωρίς χρώμα θα έλειπαν πολλά κρίσιμα πληροφοριακά στοιχεία. Τα χρώματα δε μας επιτρέπουν μόνο να βλέπουμε τα πράγματα γύρω μας με μεγαλύτερη ακρίβεια, αλλά δημιουργούν ταυτόχρονα και επιδράσεις στην αντίληψή μας, ποιοτικά χαρακτηριστικά, που θα εξέλειπαν χωρίς αυτά. Η έγχρωμη φωτογραφία των φύλλων στη λιμνούλα, αποκαλύπτει όχι μόνο την εποχή (φθινόπωρο), αλλά μαζί με τις αντανακλάσεις των δέντρων και του βαθυγάλανου ουρανού, ότι πρόκειται μάλλον για σούρουπο σε κάποιο δάσος. Σε μια ασπρόμαυρη εκδοχή της ίδιας σκηνής τα μεμονωμένα φύλλα είναι λιγότερο ευδιάκριτα, ο βαθυγάλανος ουρανός απουσιάζει, το ίδιο το νερό είναι με δυσκολία ορατό και η διαφορά βάθους ανάμεσα στον ουρανό, τα δέντρα και τα επιπλέοντα φύλλα έχει σχεδόν εξαφανιστεί.

Συχνά, η σημασία του χρώματος, ακόμα και η ίδια η φύση του, δε γίνονται πλήρως αντιληπτές. Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι το χρώμα είναι μια καθοριστική ιδιότητα των πραγμάτων, που εξαρτάται αποκλειστικά από το μήκος κύματος του φωτός που ανακλούν. Στην πραγματικότητα, το χρώμα είναι η αντανάκλαση αυτής της φυσικής πραγματικότητας στον ανθρώπινο εγκέφαλο (και στον εγκέφαλο κάθε ζώου). Το χρώμα είναι η αίσθηση που γεννιέται στον εγκέφαλο, όταν παρατηρεί με τη βοήθεια της όρασης αντικείμενα που εκπέμπουν φως συγκεκριμένου μήκους κύματος ή μειγμάτων συγκεκριμένων μηκών κύματος.

Τα μονοπάτια των ψευδαισθήσεων

Το φαινόμενο της νερομπογιάς, κατά το οποίο το πιο ανοιχτόχρωμο από δύο χρώματα φαίνεται σα να εξαπλώνεται, δείχνει πόσο σημαντικό μπορεί να είναι το χρώμα στην αντίληψη της έκτασης και της μορφής ενός σχήματος. Ο χάρτης της Μεσογείου προβάλλει μόνο όταν το ανοιχτόχρωμο χρώμα που φαίνεται στην πρώτη εικόνα να απλώνεται μέσα στη θάλασσα, φανεί στη δεύτερη να απλώνεται στη στεριά

Οι περισσότεροι ερευνητές που μελετούν την αίσθηση της όρασης συμφωνούν ότι το χρώμα βοηθά να διακρίνουμε τα αντικείμενα, όταν οι διαφορές στη μεταξύ τους φωτεινότητα δεν επαρκούν γι' αυτό το σκοπό. Μερικοί καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι το χρώμα δε θα επηρέαζε και πολύ την αντιληπτική ικανότητα του ανθρώπου αν έλειπε. Αλλωστε, οι άνθρωποι με αχρωματοψία και πολλά είδη ζώων που δεν έχουν την ικανότητα αντίληψης του χρώματος, φαίνεται να τα βγάζουν πέρα. Οι διεργασίες στον εγκέφαλο που εξυπηρετούν την πλοήγηση και την κίνηση ανάμεσα σε αντικείμενα είναι ουσιαστικά αδιάφορες ως προς το χρώμα. Ανθρωποι που παθαίνουν αχρωματοψία μετά από εγκεφαλικό, φαίνεται να συνεχίζουν να έχουν κανονική οπτική αντίληψη. Τέτοιες παρατηρήσεις χρησιμοποιήθηκαν ως επιχειρήματα για την άποψη ότι η επεξεργασία του χρώματος από τον εγκέφαλο γίνεται απομονωμένα από την επεξεργασία των πληροφοριών για το σχηματισμό αντίληψης του σχήματος των αντικειμένων ή του βάθους της παρατηρούμενης εικόνας.

Ομως, η μελέτη των χρωμάτων που δημιουργούν ψευδαισθήσεις δείχνει ότι η επεξεργασία της χρωματικής πληροφορίας στον εγκέφαλο γίνεται από κοινού με την επεξεργασία άλλων οπτικών πληροφοριών που αφορούν τα σχήματα και τα όρια των αντικειμένων.

Η αίσθηση της όρασης ξεκινά με την απορρόφηση φωτονίων από τα κωνία και τα ραβδία του αμφιβληστροειδούς. Τα κωνία χρησιμοποιούνται κυρίως στον έντονο φωτισμό και τα ραβδία κυρίως στο χαμηλό φωτισμό. Ενα κωνίο αντιδρά κατ' αναλογία με τον αριθμό φωτονίων που φτάνουν σ' αυτό και η διέγερσή του μεταδίδεται σε δύο διαφορετικούς τύπους νευρώνων, που αποκαλούνται διπολικά κύτταρα ενεργού και ανενεργού. Αυτοί οι νευρώνες τη μεταδίδουν σε αντίστοιχα γαγγλιακά κύτταρα που βρίσκονται δίπλα τους στον αμφιβληστροειδή.

Η φωτογραφία των φύλλων μέσα σε μια λιμνούλα νερού δείχνει έντονα τη σημασία του χρώματος στην οπτική αντίληψη. Η αίσθηση του βάθους και οι περισσότερες λεπτομέρειες εξαφανίζονται σε μια ασπρόμαυρη εκδοχή της ίδιας φωτογραφίας

Τα γαγγλιακά κύτταρα έχουν αυτό που ονομάζεται κεντρικό - περιφερειακό δεκτικό πεδίο. Το πεδίο αυτό είναι η περιοχή του χώρου που επηρεάζει τη δραστηριότητα κάθε νευρώνα του αμφιβληστροειδούς. Ενας νευρώνας με κεντρικό - περιφερειακό δεκτικό πεδίο αντιδρά διαφορετικά, ανάλογα με την ποσότητα φωτός που προσπίπτει στο κέντρο του πεδίου και στην περιοχή γύρω από το κέντρο.

Τα διπολικά γαγγλιακά κύτταρα ενεργού πυροδοτούν εντονότερα (με υψηλό ρυθμό) όταν φωτίζεται περισσότερο το κέντρο σε σχέση με την περιφέρεια. Αντίθετα, τα κύτταρα ανενεργού πυροδοτούν πιο έντονα, όταν το κέντρο είναι πιο σκοτεινό και η περιφέρεια του πεδίου τους πιο φωτεινή. Αυτός ο ανταγωνισμός ανάμεσα στο κέντρο και την περιφέρεια σημαίνει ότι τα γαγγλιακά κύτταρα αντιδρούν στη φωτεινή αντίθεση και έτσι οξύνουν την αντίληψη των ορίων και των άκρων από τον εγκέφαλο.

Τα περισσότερα από τα γαγγλιακά κύτταρα μέσω των αξόνων τους μεταφέρουν τα σήματά τους στον εγκέφαλο, σε μια περιοχή του θαλάμου που ονομάζεται πλευρικός γονατώδης πυρήνας και από κει στον οπτικό φλοιό. Διαφορετικοί πληθυσμοί γαγγλιακών κυττάρων είναι ευαίσθητοι σε ερεθίσματα που σχετίζονται με την κίνηση ή τη μορφή και οι άξονές τους μεταδίδουν τα ερεθίσματα με διαφορετική ταχύτητα. Τα σήματα χρώματος μεταφέρονται με τα πιο αργά νεύρα.

Το φαινόμενο νερομπογιάς

Περίπου το 40% του εγκεφάλου θεωρείται ότι εμπλέκεται στην αίσθηση της όρασης. Στις περιοχές που ερεθίζονται πρώτα κατά την επεξεργασία των οπτικών πληροφοριών (V1, V2, V3) οι νευρώνες είναι οργανωμένοι σαν χάρτες που αντιστοιχούν στα σημεία του οπτικού πεδίου. Από κει τα οπτικά σήματα διασπείρονται σε 30 διαφορετικές περιοχές, που διασυνδέονται με περισσότερα από 300 κυκλώματα. Κάθε περιοχή έχει εξειδικευμένη λειτουργία, όπως η επεξεργασία χρώματος, κίνησης, βάθους και μορφής, αν και καμιά περιοχή δεν έχει την αποκλειστική ευθύνη για κάποια οπτική ιδιότητα. Τελικά, με τρόπο που δε γνωρίζουμε ακόμα, όλη αυτή η εγκεφαλική λειτουργία οδηγεί σε μια ενιαία αντίληψη του αντικειμένου.

Το γεγονός ότι η καταστροφή από ατύχημα της περιοχής επεξεργασίας της μορφής έχει ως αποτέλεσμα και τη μειωμένη αντίληψη του χρώματος ενισχύει την αντίληψη ότι το χρώμα δεν ξεχωρίζεται από τις άλλες οπτικές ιδιότητες. Το ανακάτεμα των χρωματικών σημάτων με σήματα που μεταφέρουν πληροφορίες μορφής των αντικειμένων μπορεί να οδηγήσει σε απρόσμενες εντυπώσεις, όπως αυτές των εικόνων που δημιουργούν ψευδαισθήσεις.

Η ψευδαισθητική εξάπλωση ενός ανοιχτόχρωμου χρώματος σε μια ακόμα πιο ανοιχτόχρωμη περιοχή (π.χ. λευκή) όταν το πρώτο χρώμα συνορεύει με ένα πιο σκούρο είναι μια από τις περιπτώσεις που ο εγκέφαλος ξεγελιέται από κατάλληλους συνδυασμούς χρωμάτων. Το φαινόμενο νερομπογιάς, όπως ονομάζεται, συνοδεύεται από αυτόματη αντιληπτική «συμπλήρωση» της εικόνας από τον εγκέφαλο, που ανάλογα με την αλληλουχία σκούρου, φωτεινού, πιο φωτεινού χρώματος αναγνωρίζει ή δεν αναγνωρίζει κάποιο αντικείμενο.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»