Anamorfisella kuvalla tarkoitetaan kuvaa, joka sopivasta kulmasta katsottuna harhauttaa katsojaa näkemään sen toisenlaisena. Olen kirjoittanut siitä aikaisemmin täällä, mutta nyt huomasin YouTubessa todella nokkelan version, jossa kuvio näyttää peilikuvana erilaiselta. Video osoittaa, kuinka vaikeaa näköjärjestelmän on selvittää, minkälaisesta kolmiulotteisesta esineestä silmän verkkokalvolle heijastuva kaksiulotteinen kuva on peräisin.
Sosiaalisessa mediassa on viime päivinä kiertänyt hauska illuusiokuva, jossa näyttää olevan vuohia, mutta johon on piilotettuna muutakin. Jos siristät silmiäsi tai otat silmälasit pois, keskellä kuvaa näyttää olevan parrakkaan miehen kasvot.
Silmien siristäminen tai silmälasien pois ottaminen muuttaa kuvan epätarkaksi, mikä tarkoittaa, että emme erota siitä pieniä yksityiskohtia. Saman voi tehdä kuvankäsittelyohjelmassa, kuten olen tehnyt alla olevassa kuvassa. Pienten yksityiskohtien kadottua miehen kasvot näkyvät selvästi.
Illuusio on mainio esimerkki eri yksityiskohtaisuustasojen käsittelystä aivoissa. Aivotutkimuksessa yksityiskohtien koko voidaan määritellä matemaattisesti ja sitä kutsutaan spatiaaliseksi frekvenssiksi eli paikkataajuudeksi.
Pienet yksityiskohdat, kuten vuohien karvat, sarvet tai silmät, ovat korkeita taajuuksia ja suuremmat yksityiskohdat ovat matalia taajuuksia. Jos sumennan vuohikuvaa kuvankäsittelyohjelmassa, poistan siitä korkeat taajuudet ja näkyviin jäävät matalat taajuudet.
Arkielämässä kuvan korkeat ja matalat taajuudet välittävät yhteneväistä tietoa. Tavallista kuvaa sumentamalla sieltä ei yleensä ilmaannu uusia kuvia, vaan näkyviin jäävät vain kuvan suuremmat yksityiskohdat.
Jos esimerkiksi tarkastelen alla olevaa kuvaa, siinä erottuvat yksittäiset kasvit tai talojen pienetkin osat.
Jos sumennan kuvaa, sieltä erottuvat enää suuremmat piirteet. Koska kyseessä ei ole illuusiokuva, sumennettuun kuvaan ei ilmesty mitään uutta.
Aivotutkimuksen näkökulmasta tämä liittyy mekanismeihin, jotka käsittelevät eri yksityiskohtaisuustason tietoa. Nämä paikkataajuuden suhteen valikoivat kanavat löydettiin kissan aivoista vuonna 1966 (Enroth-Cugell & Robson, 1966). Vuonna 1968 Fergus Campbell ja John Robson osoittivat psykofysiikan avulla, että ihmisen aivoissa on samanlaisia paikkataajuuden suhteen valikoivia kanavia (Campbell & Robson, 1968).
Paikkataajuusvalikoivien kanavien olemassaolo tarkoittaa, että aivoissa on erilliset mekanismit pienille yksityiskohdille ja kuvan suuremmille piirteille. Erilliset mekanismit mahdollistavat kuvapiirteiden monipuolisemman käytön. Esimerkiksi matalia taajuuksia sisältävä kuva, eli tuo sumennettu versio, voidaan lähettää nopeasti eteenpäin korkeammille aivoalueille ikään kuin esitiedoksi kuvan yleisesti ominaisuuksista. Näin aivot hahmottavat näkymän yleisen idean nopeasti ja yksityiskohdat seuraavat muutamien satojen millisekuntien päästä perässä. Myös nopeat silmänliikkeet ohjautuvat matalia taajuuksia sisältävän kuvan avulla.
Vuonna 1973 Leon Harmon ja Bela Julesz osoittivat, että eri paikkataajuudet saattavat häiritä toisiaan. He mittasivat psykofysiikan menetelmillä Abraham Lincolnin valokuvan tunnistamiskykyä. Lähtökohtana oli tämä valokuva Lincolnista
Kasvoja oli vaikeampi tunnistaa, jos kuvasta poistettiin pienet yksityiskohdat tekemällä alla olevan kaltainen blokkikuva. Kyllä Lincoln tästäkin selvästi häämöttää, mutta kuvan sumentamiseen verrattuna tunnistaminen on tässä hiukan vaikeampaa.
Ero näkyy hyvin alla olevassa kuvassa, jossa Lincoln erottui paljon helpommin, kun sama määrä tietoa oli poistettu kuvaa sumentamalla. Tästä kuvasta Lincoln erottui todella nopeasti.
Sekä blokkikuvassa että sumennetussa kuvassa on siis poistettu tietoa, mutta blokkikuvan teräviin reunoihin jää korkeataajuista tietoa, joka häiritsee kuvan tunnistamista. Sen sijaan tasaisesti sumennetussa kuvassa ristiriitaista tietoa ei ole.
Harmon ja Julesz siis osoittivat, että jos eri taajuusalueiden tieto on ristiriitaista, se voi häiritä kuvan tunnistamista. He myös osoittivat, että erityisesti korkeataajuinen tieto häiritsee matalien taajuuksien havaitsemista. Toisin sanoen, jos korkeat ja matalat taajuudet ovat ristiriitaisia, aivot nojautuvat enemmän korkeisiin taajuuksiin eli pieniin yksityiskohtiin.
Vuohikuvassa korkeataajuinen vuohien kuva dominoi havaintoa ja piilottaa matalilla taajuuksilla oleilevat miehen kasvot. Kuvassa on siis kaksi sisältöä, joista toinen pysyy sumentamiseen saakka piilossa.
Vuohikuvaan piiloutuvat kasvot muistuttavat Aude Olivan vuonna 2006 tekemää nokkelaa hybridikuvailluusiota, jossa matalille ja korkeille taajuuksille laitetaan tietoisesti erilaista tietoa, joka tulee näkyviin vain näkymä sumentamalla, kuten alla olevassa kuvassa.
Kuuluisin hybridikuva on Einstein-Monroe-illuusio, jossa ensin näkyy Albert Einstein, mutta silmiä siristämällä näkyviin ilmaantuu Marilyn Monroe.
Lähteet
Campbell, F. W., & Robson, J. G. (1968). Application of fourier analysis to the visibility of gratings. The Journal of Physiology, 197(3), 551–566. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1968.sp008574
Enroth-Cugell, C., & Robson, J. G. (1966). The contrast sensitivity of retinal ganglion cells of the cat. The Journal of Physiology, 187(3), 517–552. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1966.sp008107
Harmon, L. D., & Julesz, B. (1973). Masking in Visual Recognition: Effects of Two-Dimensional Filtered Noise. Science, 180(4091), 1194–1197. https://doi.org/10.1126/science.180.4091.1194
Oliva, A., Torralba, A., & Schyns, P. G. (2006). Hybrid images. ACM Transactions on Graphics, 25(3), 527–532. https://doi.org/10.1145/1141911.1141919
Minulta on ilmestynyt uusi kirja, ”Salaliitot ympärilläni – miksi totuus ei kiinnosta aivojamme?”, jossa käsittelen salaliittoteorioihin uskomisen mekanismeja. Kirjan perusajatuksena on, että meillä kaikilla on alttius uskoa salaliittoteorioihin, koska salaliittouskomuksille altistavat mekanismit ovat kiinteä osa aivojen toimintaa. Itse asiassa nämä mekanismit ovat meille niin tärkeitä, että salaliittouskomukset ovat oikeastaan välttämätön seuraus aivojen tavasta hahmottaa todellisuutta.
Kirjan näyttävä kansi on Teemu Junkkaalan tekemä.
Hahmotan aivomekanismeja perustuen siihen ajatukseen, että metsästäjä-keräilijän aivojen täytyy kyetä toimimaan nopeasti muuttuvassa ympäristössä, on tärkeää hahmottaa ympäröivä sosiaalinen todellisuus tarkasti ja on erityisen keskeistä pitää toimintakykyä yllä. Näiden tavoitteiden vuoksi kaikki ovat hiukan yliherkkiä hahmottamaan ympäristöstään salaliittoja. Tämä luontainen herkkyys saattaa ylikorostua, jos tapahtuu järkyttävä onnettomuus tai henkilö kokee ympäröivän maailman uhkaavana.
Kirjan keskeinen viesti on se, että salaliittouskomukset ja salaliittoihin uskovat ovat erilaisia. Koska salaliittouskomusten kirjo vaihtelee verraten perustelluista arkipäivän salaliitoista todella omituisiin teorioihin avaruusolennoista ja maailmaa muuntelevista fyysikoista, että ei ole järkevää esittää yleistettyjä väittämiä siitä, minkälainen tyypillinen salaliittoteoreetikko on.
Kirjaa voi tilata esimerkiksi kustantajan sivuilta: https://kirjat.finlit.fi/sivu/tuote/salaliitot-ymparillani/4837640
Laitan alle vielä kirjan sisällysluettelon, josta kirjan teemat käyvät paremmin:
Salaliitot ympärilläni – miksi totuus ei kiinnosta aivojamme?
Luku 1: Metsästäjä-keräilijän aivot
1.1 Kommunistien ja avaruusolentojen salaliitto uhkaa Yhdysvaltoja
1.2 Saatananpalvojafyysikot ja muita omituisia salaliittoteorioita
1.3 Harhaiset salaliittoteoreetikot
1.4 Ovatko kaikki tulleet hulluiksi?
1.5 Leviääkö hulluus hallitsemattomasti?
1.6 Ovatko salaliittoteoreetikot harhaisia vai tyhmiä?
1.7 Salaliitot ympärillämme
1.8 Salaliittojen havaitseminen on välttämätöntä
1.9 Metsästäjäkeräilijän aivojen työkalupakki
Luku 2: Arvailevat aivot
2.1 Aivot eivät ole kiinnostuneita totuudesta
2.2 Aivot eivät pidä epävarmuudesta
2.3 Valikointi mahdollistaa nopeammat älykkäät arvaukset
2.4 Jaytee, telepaattinen koira
2.5 Homoja paljastava mentaaliröntgen
2.6 Yliluonnolliset takaraivosilmät
2.7 Voiko vahvistusvinouman saada pois päältä?
2.8 Ideologia ohjaa vahvistusvinoumaa
2.9 Aivot eivät jaksa kaivaa lisätietoja
Luku 3: Merkityksiä luovat aivot
3.1 Päivät, jolloin kuulin ääniä
3.2 Hitlerin aave kertoo hedelmähillokkeesta
3.3 Aaveet näyttäytyvät kuvissa
3.4 Aivojen pakkomielle kasvoihin
3.5 Kuolettavien virheiden välttely
3.6 Saatana juonittelee Pariisissa
3.7 Rohkea kolmio puolustaa arkaa ympyrää
3.8 Ajatusten lukeminen on supervoimamme
3.9 Huijaritutka luo salaliittoteorioita
3.10 Salaliittoteoriat ja nakkikioskitappeluiden psykologia
Luku 4: Hyvän mielen aivot
4.1 Maailmanloppu on peruttu
4.2 Donald Trump on jälleensyntynyt John F. Kennedy
4.3 Aivojen ruusunpunainen illuusiomaailma
4.4 Nagasakin atomipommi oli siunattu asia
4.5 Suurilla asioilla on suuri syy
4.6 Lainmukaisen maailman jatkumo
4.7 Koronaepidemia ei voinut olla pelkkää sattumaa
4.8 Taksinkuljettajien noppapelimagia
4.9 Taikauskoiset kyyhkyset
4.10 Kontrollin puute ahdistaa
4.11 Suuri vessapaperipaniikki
4.12 Minä olen keskimääräistä fiksumpi tyyppi
4.13 Käsitys omasta ylivertaisuudesta muodostuu nopeasti
4.14 Hyviä selityksiä löytyy aina
4.15 Minä olen älykäs ja muut ovat tyhmiä
4.16 Olen paitsi älykäs, myös oikeassa
4.17 Omat teoriat ovat parhaita teorioita
4.18 Salaliittoteoriat hyvän mielen maailmassa
Luku 5: Salaliittoaivot
5.1 Kaksi tuhoisaa lento-onnettomuutta: Maarianhamina ja Smolensk
5.2 Salaliittoihin uskominen on kivaa
5.3 Ideologia ja salaliittoteoriat
5.4 Epäluottamus ja salaliittoteoriat
5.5 Salaliittouushenkisyyden outo historia
5.6 Salaliittouushenkisyys ja torjutun tiedon houkutus
5.7 Salaliittoaivot ja merkityksien täyttämä maailma
5.8 Salaliittoteorioiden aliarvioiminen
5.9 Salaliittoteorioiden yliarvioiminen
Olin tänään Ylen Aamun Jälkikaronkassa Sini Merikallion ja Jori Grymin kanssa. Ehdimme käydä monta aihetta läpi, mutta oma suosikkini oli seitsentoistavuotiskaskaat, jotka juuri näillä hetkillä ryömivät esiin Pohjois-Amerikassa. Ne ovat siis viettäneet seitsemäntoista vuotta maan alla toukkamuodossa ja nyt kevään tullen kaivautuvat esiin, luovat kuorensa ja etsivät parittelukumppanin. Noin kuukauden päästä ne kuolevat. Aika erikoinen elämänkaari!
Kaskaissa on monia mielenkiintoisia piirteitä, niitä on muunmuassa 15 erilaista ryhmää, joilla on erilaiset esiintymisjaksot. Nyt kaivautuu esiin ryhmä 10, joka on ryhmistä runsaslukuisin.
Noin viidellä prosentilla kaskaista on erikoinen loissieni, joka ottaa kaskaat valtaansa. Se siis tunkeutuu niiden aivoihin ja tekee niistä marionettejaan. Loissienelle altistuneiden kaskaiden peräpää putoaa pois ja tilalle kasvaa valkoinen sieni.
Sieni muuttaa kaskaiden käyttäytymistä. Se erittää kaskaisiin amfetamiinia, joka tekee niistä ylivilkkaita ja väsymättömiä. Samalla se tekee niistä yliseksuaalisia, jolloin ne yrittävät paritella kaikkien vastaantulevien kaskaiden kanssa. Yrittäessään paritella ne kuitenkin hierovat peräpäähänsä kasvanutta sientä muihin kaskaisiin ja näin levittävät sientä muihin kaskaisiin. Tämä on kyllä todella erikoinen tapa levitä!
Lisätietoja kaskaista ja loissienestä löytyy näiden linkkien takaa 1, 2 ja 3.
Jälkikaronkka löytyy täältä.
Kevään blogailukausi jatkuu kissa-aiheella: uudessa artikkelissa tutkijat ovat hyödyntäneet kissavideoiden parissa viettämänsä ajan ja yhdistävät videoissa näkyvän kissojen vaanimistyylin näköjärjestelmän toimintaperiaatteisiin (Pastutkhov & Carbon, 2021).
Seuraava video on mainio esimerkki tästä vaanimistyylistä. Aluksi kissa kiinnostuu nurkan takaa esiin pilkistävästä sulasta ja päättää hiipiä lähemmäs. Hiipiminen pysähtyy aina kun sulka ilmestyy näkyviin. Kissa jähmettyy täysin paikoilleen ja jatkaa vasta kun sulka on kadonnut nurkan taakse. Tämä toistuu kunnes kissa on aivan sulan vieressä.
Seuraava video tarkastelee tilannetta saaliin näkökulmasta:
Video paljastaa, että saalis ei koskaan näe kissan liikkuvan, kissa vain seisoo paikallaan lähempänä ja lähempänä.
Jopa pieni kissanpentu vaanii samalla tavalla:
Selvästi kissan tavoitteena on päästä huomaamatta saaliin lähelle. Liikkumattomuus on tärkeä keino tähän, sillä liike on merkittävä vihje kuvion ja taustan erottelemisessa.
Toinen olennainen asia on näköjärjestelmän yllättävä kyvyttömyys havaita muutoksia näkökentässä. Tähän sisältyy kaksi toisiinsa liittyvää ilmiötä: tarkkaamattomuussokeus (engl. inattentional blindness) ja muutossokeus (engl. change blindness).
Psykologian professori Daniel Simmons on tehnyt kokeita, joissa kyvyttömyytemme huomata muutoksia paljastuu. Seuraavassa videossa tutkijan avustaja pysähtyy kysymään tietä pahaa aavistamattomalta ohikulkijalta. Neuvonnan keskeyttää ovea kantava henkilö, joka peittää neuvoja kysyvän hetkeksi. Samalla neuvoja kysyvä henkilö vaihtuu.
Toinen klassikko on seuraava koripallovideo. Seuraa ohjeita tarkasti!
Kolmas esimerkki on psykologi Richard Wisemanin korttitemppu. Huomaatko, missä vaiheessa korttien väri muuttuu?
Videoiden esimerkit osoittavat, että kiinnitämme erittäin vähän huomiota asioihin, jotka eivät ole tehtävän kannalta olennaisia. Tätä epäolennaista tietoa ei myöskään tallenneta mihinkään, koska sitä ei tarvita.
Kissat näyttävät tietävän tämän ja hyödyntävät sitä vaaniessaan saalista.
Lisätietoa löytyy esimerkiksi näistä lähteistä:
Onpa taas blogailu jäänyt muiden kiireiden vuoksi. Lapsiperheen ruuhkavuodet ja kiinnostavat projektit täyttävät kalenterin aika tiiviisti. Tämä taitaa olla useimpien blogien kohtalo eli alkuinnostuksen jälkeen kirjoittelu helposti jää. Nyt kuitenkin päätin pitkästä aikaa naputtaa pienen blogauksen. Jotta kynnys ei nouse liian korkeaksi, aloitan kevyesti kissavideolla.
Kissojen näköjärjestelmähän muistuttaa monin tavoin ihmisen vastaavaa. Kissojen värinäkö ja näkötarkkuus eivät ole yhtä tarkkoja kuin ihmisellä, mutta toisaalta kissa näkee yöllä paljon paremmin.
Kissoja tutkimalla on tehty monia uraauurtavia tutkimuksia, joissa on selvitetty näköjärjestelmän neuraalista perustaa. Esimerkiksi näkötiedonkäsittelyssä keskeisen center-surround-reseptiivisen kentän toimintaa selvitettiin alun perin kissoja tutkimalla (Enroth-Cugell & Robson, 1966).
Koska ihmisen ja kissan näköjärjestelmät muistuttavat toisiaan, voisi kuvitella, että kissat näkevät illuusioita samalla tavalla kuin ihminen. Tästä löytyykin esimerkki YouTubesta, jossa kissat on laitettu katsomaan tunnettua käärme-illuusiota.
Kissa yrittää napata kiehtovasti liikahtelevaa kohdetta siinä kuitenkaan onnistumatta. Samalla se tulee osoittaneeksi, että kissan havaintokokemus muistuttaa ihmisen kokemusta.
Blogailutauko on kuin huomaamatta venähtänyt jo vuoden mittaiseksi! Pitkän tauon syy on uusin kirjani, ”Mielen oudot maisemat” , joka ilmestyi muutama viikko sitten. Kirjoittaminen oli hyvin intensiivistä, joten muuhun ei jäänyt aikaa. Onneksi sain Tiedonjulkistamisen neuvottelukunnalta apurahan, jonka turvin sain vapautettua puoli vuotta täysipäiväistä kirjoitusaikaa.
Hallusinaatioista kertovan tekstin piti alun perin olla osa edellistä kirjaani ”Outojen kokemusten psykologia”, mutta aihe oli niin laaja, että se ei mahtunut yhteen lukuun vaan ansaitsi oman kirjansa.
Käsittelen kirjassa hallusinaatioita, joita voi tulla tilapäisesti kenelle tahansa. Ensimmäisissä luvuissa kerron, kuinka suru, stressi tai valvominen voivat aiheuttaa hallusinaatioita. Kuuluisimpia esimerkkejä ovat tutkimusmatkailija Ernest Shackletonin enkelikokemus ja Atlantin yli yksin lentäneen Charles Lindberghin lentonsa aikana näkemät aaveet. Myös Yhdysvaltain skeptikkojärjestön johtajalla, Michael Shermerillä, on ollut todella kummallisia kokemuksia pitkän valvomisen seurauksena.
Toinen kirjan teema on vähäisen aistitiedon aiheuttamat hallusinaatiot, joita voi tulla aistieristystilanteissa, mutta myös näkövammaisille. Nämä hallusinaatiot antavat viitteitä hallusinaatioiden syntymekanismeista aivoissa
Kirjaani on myös käsitelty jonkin verran mediassa, esimerkiksi Helsingin Sanomat ja Yle tekivät siitä hyvän jutun. Kävin myös radiossa keskustelemassa Yleisradion Kulttuuriykkösessä ja Kalle Haatasen keskusteluohjelmassa.
Nyt kun kirjoitusurakka on ohi, toivon ehtiväni kirjoittaa blogiin uusia tekstejä. Mielessäni on paljon kiinnostavia aiheita!
Blogasin taas Yle Tieteen sivuilla, tällä kertaa blogi konfetti-illuusiosta, joka kiersi somessa jokin aika sitten. Blogi löytyy täältä.
Aloitimme taas tiedekeskustelun Ylen Aamu-tv:n Jälkikaronkassa. Tämän viikon tiistaina oli hauskaa keskustelua Anne Liljeströmin ja Elina Hiltusen kanssa. Aiheina olivat muunmuassa tieteellinen julkaiseminen, nopeasti ilmaantuva sukupuolidysforia (Rapid onset gender dysphoria, ROGD), ilmastonmuutos ja valosaaste. Jatkamme tätä syksyn ajan kerran kuussa eli vielä neljä kertaa tämän syksyn aikana.
Tiistain ohjelma löytyy Yle Areenasta tästä linkistä.
En ole tämän talven aikana ehtinyt juurikaan blogailemaan, koska projekteja on ollut niin paljon. Eräs hauskimmista projekteista on ollut kirjani Outojen kokemusten psykologia, jonka julkaisupäivä on 17.5. Käsitttelen kirjassa kehostapoistumista, kuolemanrajakokemusta, unihalvausta, déjà vu-kokemusta, synestesiaa ja enneunia.
Törmäsin näihin kokemuksiin usein kun olin Skepsis ry:n puheenjohtajana ja jo silloin mietin, että näistä pitäisi joskus kirjoittaa. Viime vuonna ryhdyin toimeen ja sain kalenteriini raivattua kirjoittamisaikaa.
Kun julkaisuajankohta lähenee, pääsee kirjailija parhaassa tapauksessa mediaan kertomaan siitä. Niinpä kävi minullekin, Suomen Kuvalehti julkaisi jutun kirjaan liittyen (maksumuuri). Näitä saattaa tulla lähiviikkoina lisää, katsotaan miten asiat etenevät.
Signaali & Kohina 