Susana Martinez-Conde e Stephen Macknik, professores de oftalmologia, neurologia, fisiologia e farmacologia no SUNY Downstate Medical Center em Nova York, nos EUA, publicaram recentemente o livro "Champions of Illusion: The Science Behind Mind-Boggling Images e Mystifying Brain Puzzles" (Campeões da Ilusão: a ciência por trás de imagens impressionantes e quebra-cabeças mentais ilusórios, em tradução livre). O livro é uma compilação de imagens premiadas no concurso Best Illusion of the Year (Melhor ilusão do ano), que Martinez-Conde e Macknik criaram pela primeira vez para uma conferência de neurociência em 2005.
Ilusões de ótica: é difícil de acreditar que estas imagens não são GIFs
Desde que foi criado, o concurso produziu alguns dos truques mentais mais incríveis já vistos, que desafiam nosso senso de percepção do mundo que nos rodeia. Como os autores dizem em seu livro, o nosso cérebro cria uma versão da realidade:
"Seu cérebro cria uma simulação do mundo que pode ou não corresponder à realidade. A "realidade" que você experimenta é o resultado de sua interação exclusiva com essa simulação. Nós definimos "ilusões" como o fenômeno em que sua percepção difere da realidade física de uma maneira que é prontamente evidente. Você pode ver algo que não está lá, ou deixar de ver algo que está lá, ou ver algo de uma forma que não reflete suas propriedades físicas.
Assim como um pintor cria a ilusão de profundidade em uma tela plana, nosso cérebro cria a ilusão de profundidade com base em informações provenientes de nossas retinas essencialmente bidimensionais. As ilusões nos mostram que a profundidade, a cor, o brilho e a forma não são termos absolutos, mas são experiências subjetivas e relativas criadas ativamente pelos circuitos do nosso cérebro. Isso é verdade não só para experiências visuais, mas de todas e quaisquer percepções sensoriais, e até mesmo de como ponderamos nossas emoções, pensamentos e memórias. Se estamos experimentando o sentimento de "rubor" ou emoções como o amor e o ódio, estes são o resultado da atividade dos neurônios em nosso cérebro.
Sim, há um mundo real lá fora, e você percebe os eventos que ocorrem ao seu redor, por mais que sejam incorretos ou incompletos. Mas você nunca viveu no mundo real, no sentido de que sua experiência nunca combina perfeitamente com a realidade física. Seu cérebro, em vez disso, reúne dados de seus sistemas sensoriais – alguns dos quais são bastante imprecisos ou, francamente, errados", definem os autores em seu livro.
Abaixo estão 10 das imagens mais incríveis do livro, acompanhadas de explicações encontradas na publicação sobre como e porque elas funcionam.
1. "A Ilusão do Cofre", Anthony Norcia, Smith-Kettlewell Eye Research Institute, EUA – Finalista de 2007
Essas retas e quadrados não parecem conter nenhuma ilusão, certo? Você acha isso porque seu cérebro escolheu não lhe mostrar os dezesseis círculos da imagem. As informações transmitidas da retina ao cérebro possuem limitações físicas, como o número de fibras nervosas no nervo óptico, que são cerca de um milhão. Se cada uma dessas fibras fosse responsável por produzir um pixel, teríamos uma resolução menor em nossa visão diária do que na câmera de um iPhone, mas não é isso que acontece.
Nosso sistema visual supera essas limitações desconsiderando recursos redundantes em objetos e cenas para que vejamos um mundo em uma resolução perfeita, apesar de nossas retinas serem dispositivos de imagem de baixa resolução.
Nossos cérebros preferencialmente extraem, enfatizam e processam esses componentes únicos que são críticos para identificar um objeto. As descontinuidades bruscas nos contornos de um objeto, como os cantos, são menos redundantes – e, portanto necessários para a visão – porque elas contêm mais informações do que bordas retas ou curvas suaves. O resultado perceptivo é que os cantos são mais salientes do que resto da imagem.
A Ilusão do Cofre contém dezesseis círculos que são invisíveis à primeira vista, obscurecidos pelas formas retilíneas no padrão. A ilusão também se deve à preocupação do nosso cérebro com os cantos e ângulos.
2. "A Ilusão das Serpentes Rodando", Akiyoshi Kitaoka, Universidade Ritsumeikana, Japão – Finalista de 2005
Essa imagem pode parecer um Gif, mas é apenas uma imagem parada. O que está se movendo são seus olhos. Essa ilusão é um magnífico exemplo de como podemos perceber um movimento ilusório a partir de uma imagem estacionária. As "cobras" no padrão parecem girar enquanto você move seus olhos ao redor da figura, mas elas estão paradas.
Se você mantém seu olhar firme em uma das "serpentes", o movimento irá diminuir a velocidade ou mesmo parar. "Nossa pesquisa, realizada em colaboração com Jorge Otero-Millan, revelou que os movimentos oculares sacádicos que as pessoas fazem ao olhar para uma imagem estão entre os elementos-chave que produzem ilusões, como as serpentes rotativas de Kitaoka", dizem os autores. Movimentos sacádicos são deslocamentos que os olhos realizam para desenvolver um controle ocular fino.
Como ilusões de óptica enganam seu cérebro
Alex Fraser e Kimerly J. Wilcox descobriram esse tipo de efeito de movimento ilusório em 1979, quando desenvolveram uma imagem mostrando arranjos espirais repetitivos de gradientes de luminância que pareciam se mover. A ilusão de Fraser e Wilcox não era tão eficaz quanto a ilusão de Kitaoka, mas gerou uma série de efeitos relacionados que eventualmente levaram às Serpentes Rotativas. Esta família de fenômenos perceptivos caracteriza-se pela colocação periódica de manchas coloridas ou em escala de cinza de brilhos particulares.
Em 2005, Bevil Conway e seus colegas mostraram que o layout ilusório de Kitaoka conduz as respostas dos neurônios sensíveis ao movimento no córtex visual, fornecendo uma base neural para o porquê a maioria das pessoas (mas não todas) percebe o movimento na imagem: vemos as cobras girarem porque nossos neurônios visuais respondem como se as cobras estivessem realmente em movimento.
Em um estudo de 2009, Jutta Billino, Kai Hamburger e Karl Gegenfurtner, da Universidade Justus Liebig em Giessen, na Alemanha, testaram 139 sujeitos jovens e velhos com uma bateria de ilusões envolvendo movimento, incluindo o padrão das Serpentes. Eles descobriram que as pessoas mais velhas percebem menos a rotação ilusória do que os mais jovens.
3. "A grade que se conserta", Ryota Kanai, Universidade de Utrecht, Holanda – Finalista de 2005
Olhando pela primeira vez, a imagem acima mostra um padrão regular de linhas horizontais e verticais que se cruzam no centro. Nas bordas, é fácil perceber que a grade fica irregular, com cruzamentos desalinhados à esquerda e à direita. Agora vem a mágica: escolha uma das interseções no centro da imagem e olhe para ela por 30 segundos ou mais. Você verá que a grade "se conserta", tornando-se perfeitamente regular até o final.
Essa ilusão deriva, em parte, de um fenômeno chamado "desvanecimento perceptivo", que acontece quando uma imagem imutável desaparece da visão. Quando você olha para o centro do padrão, as partes externas da grade desaparecem mais do que o seu centro devido à resolução comparativamente mais baixa de nossa visão periférica. A partir daí, o cérebro faz "estimativas neurais" para reconstruir os flancos exteriores desbotados, baseado na informação disponível do centro da imagem, bem como na tendência intrínseca do sistema nervoso de buscar estrutura e ordem, mesmo quando as entradas sensoriais são fundamentalmente desorganizadas.
É uma questão de economia de energia. Como o caos é inerentemente desordenado e imprevisível, o cérebro precisa usar muita energia e recursos para processar informações caóticas e sem padrão. Ao simplificar e impor a ordem em imagens como esta, o cérebro pode reduzir a quantidade de informação que deve processar. Armazenar a imagem como um quadro retilíneo de linhas e colunas brancas contra um fundo preto economiza energia e espaço de armazenamento mental, e também simplifica sua interpretação do significado do objeto.
4. "Máscara do Amor", Gianni Sarcone, Courtney Smith e Marie-Jo Waeber, Projeto do Laboratório Archimedes, Itália – Finalista de 2011
O que você vê na parte em preto e branco da imagem, um rosto ou um casal se beijando? Seja o que for, você só consegue ver uma coisa de cada vez. Esta ilusão foi descoberta em uma fotografia antiga de dois amantes enviada ao Laboratório Arquimedes, um grupo de consultoria na Itália que se especializa em enigmas perceptivos. Gianni Sarcone, o líder do grupo, viu a imagem fixada na parede e, sendo míope, achou que era apenas a imagem de um único rosto. Só depois de colocar os óculos ele percebeu o que estava olhando. A equipe então sobrepôs a bela máscara veneziana sobre a fotografia para criar o efeito final.
Este tipo de ilusão é chamado de "biestável" porque, como em outras ilusões clássicas, você pode ver um único rosto ou um casal, mas não ambos ao mesmo tempo. Nosso sistema visual tende a ver o que espera, e como apenas uma máscara está presente na imagem, assumimos a primeira vista que o que vemos é apenas um rosto.
5. "A Idade Está na sua Cabeça", Victoria Skye, EUA – Finalista de 2014
Essas fotos são do pai da fotógrafa, mágica e criadora de ilusões Victoria Skye. Ela estava tentando tirar uma foto de um retrato antigo de seu pai, de quando ele era adolescente, mas estava com alguma dificuldade por causa da forte iluminação que estava prejudicando a foto. Para resolver o problema, ela inclinou a câmera para evitar o brilho, primeiro de um lado e depois de outro. Quando ela moveu sua câmera de um lado para o outro, ela viu seu pai se transformar de um adolescente para um menino e depois para um adulto.
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A ilusão de Skye é um exemplo de perspectiva anamórfica. Ao inclinar a câmera, ela criou dois pontos de fuga opostos, produzindo a ilusão de progressão e regressão da idade. No caso da progressão da idade, a parte superior do rosto estreita, enquanto a metade inferior se expande, criando um queixo mais forte e um olhar mais maduro. No caso da regressão, ocorre o contrário: a testa se expande e o queixo se estreita, produzindo uma aparência infantil.
"Eu me pergunto se isso é o que acontece comigo quando olho no espelho e vejo minha mãe. Eu a vejo porque inclino minha cabeça e envelheço, exatamente como fiz com a câmera e meu pai?" se pergunta a fotógrafa.
6. "A Ilusão Rotativa-Inclinada" Simone Gori e Kai Hamburger
Mova a cabeça para frente e para trás enquanto fixa seu olhar na área central da imagem – ou deixe sua cabeça parada e mova a imagem, se for possível. Quando você se aproxima da imagem, as linhas radiais parecem girar no sentido anti-horário. À medida que você se afasta da imagem, as linhas parecem girar no sentido horário. Os cientistas já mostraram que o movimento ilusório ativa áreas cerebrais que também são ativadas pelo movimento real. Isso explica por que nossa percepção de movimento ilusório é muito similar à nossa percepção de movimento real.
7. "Coração Pulsando" Gianni Sarcone, Courtney Smith e Marie-Jo Waeber, Laboratório Archimedes, Itália – Finalista de 2014
Op-art é um termo inglês que significa Optical Art, um tipo de arte que se baseia e explora ilusões de ótica. Essa imagem, inspirada neste tipo de arte, produz uma sensação de expansão do movimento a partir de uma imagem completamente estacionária de um coração. Os padrões repetitivos com a mistura certa de contrastes enganam os neurônios sensíveis ao movimento do nosso sistema visual. O arranjo paralelo de linhas em forma de agulha em vermelho e branco nos faz perceber um coração cada vez maior.
8. "Olhar Fantasmagórico", Rob Jenkins, Universidade de Glasgow, Irlanda – Segundo colocado em 2008
O olhar diz muito sobre alguém. Quando não sabemos para onde uma pessoa está olhando, é comum termos uma sensação de desconforto – como quando conversamos com alguém que está usando óculos escuros. Essa ilusão aproveita esse efeito inquietante. Se você olha para a imagem de longe, as irmãs gêmeas parecem olhar uma para a outra. Mas ao chegar perto, você percebe que elas estão olhando diretamente para você.
Você sabe dizer quais dessas ilusões são reais?
As imagens na verdade são duas imagens híbridas que combinam duas fotos da mesma mulher. A diferença entre elas está em seu detalhe espacial (fino ou grosseiro) e a direção de seu olhar (de lado ou direto). As imagens que se olham umas para as outras contêm apenas recursos grosseiros, enquanto que as que olham para a frente são compostas por detalhes nítidos. Quando você se aproxima das fotos, você pode ver todos os detalhes finos, e as irmãs parecem olhar para a frente. Mas quando você se afasta, os detalhes desaparecem, e as irmãs olham uma para a outra.
9. "Arco Ilusório", Dejan Todorovic, Universidade de Belgrado, Sérvia – Finalista de 2005
O que você vê na imagem, três tubos ovais brilhantes? Ou são três pares de ondas alternadas?
O lado esquerdo da figura parece formar três tubos, mas o lado direito parece uma superfície ondulada. Essa ilusão ocorre porque o nosso cérebro interpreta as marcas brilhantes na superfície da figura como destaques nos picos e depressões dos tubos ou como inflexões entre os sulcos.
Tentar determinar onde a imagem muda de tubos para sulcos é desafiador e bem irritante. Na verdade, não há uma região de transição: a imagem inteira é "tubos" e "sulcos", mas nosso cérebro só pode fazer uma ou outra interpretação de cada vez. Essa tarefa, aparentemente simples, dá um curto-circuito nos nossos mecanismos neurais para determinar a forma do objeto.
10. "Estrela Flutuante", Joseph Hautman/Kaia Nao – Finalista de 2012
Esta estrela parece estar vagando pela mente de alguém que fez uma viagem com LSD ou algo do tipo, mas ela está completamente parada na imagem. Criada pelo artista Joseph Hautman, um designer gráfico que atua sob o pseudônimo "Kaia Nao", essa ilusão é uma variação na Ilusão das Serpentes Rotativas de Kitaoka. Hautman percebeu que um padrão irregular, ao contrário do geométrico que usou Kitaoka, era particularmente eficaz para alcançar o movimento ilusório.
As partes azul-escuras possuem bordas brancas e pretas contra um fundo de cor clara. Os nossos movimentos oculares sobre essas partes estimulam os neurônios sensíveis ao movimento. Estes neurônios sinalizam que há movimento em virtude dos limites claros e escuros que indicam o contorno de um objeto à medida que ele se move através do espaço. Transições dispostas com cuidado entre o branco, as cores claras, o preto e as regiões de cor escura enganam os neurônios e fazem com eles ajam como se estivessem vendo um movimento contínuo na mesma direção. [Mental Floss]
