Датский психолог Эдгар Рубин был первым специалистом по зрению, который описал соотношение фигуры и фона – понятия, которые он ввел в 1915 году в своей диссертации. Он вырезал из картона бесформенные фигуры и проецировал их на экран, часто предлагая испытуемым расценивать часть полученной картинки как фигуру, а другую часть – как фон. Может показаться, что его идея банальна, но на самом деле это не так. Рубин заметил, что люди воспринимали фигуры не так, как фон. Фигуры для испытуемых выступали на фоне, перекрывая его. Линии на изображении воспринимались как контур фигуры, а не как часть фона. Фигура казалась «предметной», тогда как фон размывался до бесформенной субстанции. Кроме того, испытуемые лучше запоминали фигуры, нежели фон[80].
РИСУНОК 3.8. Ваза Рубина. Что вы видите: вазу или два лица?
Рубин наиболее известен как автор знаменитой иллюзии «ваза Рубина», которую он создал для своей диссертации (Рисунок 3.8). Если внимательно вглядываться в изображение, то вы попеременно будете видеть то белую вазу на черном фоне, то два черных лица на белом фоне. Когда меняется ваше восприятие, меняется и ваша интерпретация того, что здесь является фигурой (ваза или лица), а что – фоном. Фигура, как нам кажется, выступает на фоне, который отдаляется от нас и размывается в нечто бесформенное.
Ваза Рубина – это классический пример двойственной формы, где двусмысленность связана с тем, как мы интерпретируем границы фигуры. Если мы видим вазу, то мы связали границу между черными и белой областями с вазой; когда мы меняем восприятие и видим лица, мы меняем и восприятие границ, которые мы теперь связываем с контурами лиц. Мы не можем увидеть одновременно и лица, и вазу. Если бы у нас это получилось, мы бы столкнулись с противоречием. Когда мы связываем границу с вазой, то ваза оказывается на переднем плане, а когда мы связываем границу с лицами, то лица выделяются на фоне. Если бы мы увидели одновременно и вазу, и лица, то ваза должна была бы выделяться на фоне лиц, которые должны были бы выделяться на фоне вазы, что невозможно.
РИСУНОК 3.9. Иллюзия Уилсона. Что вы видите: человека или лицо?
Есть вероятность, что нейроны в зрительных зонах более высокого уровня координируют активность нейронных сетей зоны V1, реагирующих на выступающие на фоне фигуры[81]. Может быть, когда мы видим перед собой двусмысленную фигуру и чувствуем смену восприятия, меняется и координация между этими зонами. Когда я показала Лиаму двусмысленную фигуру под названием «иллюзия Уилсона», он мог увидеть и изображение человека в мешковатой куртке, и изображение лица (Рисунок 3.9). Если Лиам мог воспринять эту иллюзию по-разному, это значит, что его зрительная зона V1 и зоны более высокого уровня связаны между собой гибкими связями.
Однако в жизни мы чаще всего видим намного больше одной фигуры на произвольном фоне: мы видим перед собой множество предметов, и некоторые из них заслоняют нам другие. В начале XX века в Австрии и Германии зародилась новая психологическая школа – гештальтпсихология. Гештальт-психологи предположили, что мы не воспринимаем все детали изображения по очереди: мы группируем их в некоторые единства, причем это происходит автоматически, без каких-либо сознательных усилий с нашей стороны. Они считали, что такая группировка является базовым свойством нашей зрительной системы, и предложили несколько принципов, которые мы используем для организации зрительного пространства и для выделения в нем объектов[82].
РИСУНОК 3.10. Примеры гештальт-группировок.
Например, согласно принципу сходства, на Рисунке 3.10 мы моментально видим фигуры, разбитые на пары по признаку определенного визуального сходства (в верхнем ряду – размер, в среднем – ориентация в пространстве, а в нижнем – цветовая насыщенность). В соответствии с принципом целостности обрамленные общей границей элементы будут восприниматься как единая группа, а в соответствии с принципом непрерывности образующие непрерывную линию элементы будут восприниматься как единое целое. Если вы немного сосредоточитесь, то увидите, как на Рисунке 3.11 «возникает» круг.
РИСУНОК 3.11. Интеграция контура: вы видите круг?
РИСУНОК 3.12. Можете ли вы найти среди листьев змею?
Во многом камуфляж работает благодаря гештальт-принципам: окрас животного устроен таким образом, что части его тела зрительно распадаются на фрагменты, которые ассоциируются не с животным, а с окружающей средой, из-за чего его сложнее заметить. На Рисунке 3.12 мы путаем узор на теле медноголового щитомордника с лежащими рядом листьями и в итоге можем вовсе его не заметить.
Предложенные гештальт-психологами теории восприятия подверглись критике за то, что они слишком описательны, несколько туманны и не предлагают конкретный механизм работы восприятия, который можно было бы легко проверить. Тем не менее, гештальт-психологи действительно описывают то, как мы видим. Более того, исследования нейронов зрительной системы показали: некоторые нейроны реагируют на гештальт-группы, причем нервные клетки в зрительных зонах более высокого уровня координируют связанную с гештальт-группировкой активность нейронов более низкого уровня[83].
Мне кажется, Лиам использует гештальт-принципы, чтобы различать в зрительном пространстве предметы, однако у него это не происходит автоматически: ему нужно тщательно анализировать то, что он видит. «Для меня линия – это граница между двумя цветами: место, где цвета встречаются», – писал Лиам. Согласно гештальт-правилам, Лиам использует принцип сходства, чтобы сгруппировать цвета, а затем – принцип непрерывности, чтобы выявить линию. Должно быть, чем больше Лиам распознавал гештальт-группы – сначала сознательно, а затем и автоматически – тем больше новых нейронных путей и сетей формировалось между различными зрительными зонами в его мозге.
В 2012 году, через семь лет после операций, Лиам нарисовал для доктора Тайксена абстракцию, приведенную на Рисунке 3.13. Мне невероятно понравился этот рисунок, буквально взрывающийся яркими красками и формами (в оттенках серого это плохо видно): я установила его в качестве заставки на своем рабочем компьютере. Этот рисунок помимо всего прочего организован по многим гештальт-признакам. Здесь есть элементы, организованные по сходству формы; другие элементы объединены толстыми контурами, отражая принцип целостности. (Например, обратите внимание на круги и прямоугольники, разделенные толстым темным контуром, на правом краю изображения. Некоторые прямоугольники угнездились внутри других, более крупных прямоугольников, а те – внутри еще более крупных.) Другие формы образуют сплошные линии, иллюстрируя принцип непрерывности. (В пример можно привести цепочку квадратов, вьющуюся посередине рисунка.)
РИСУНОК 3.13. Абстракция Лиама.
Жирные линии и пятна цвета на рисунке Лиама кажутся нам реальными предметами. Когда он прислал мне эту абстракцию, я подробно описала некоторые образы, которые увидела на изображении: два круга, соединенные волнистой линией, походили на глаза в очках, а треугольник рядом с прямой линией выглядел как флаг на шесте. Лиам ответил мне, что другие тоже нашли на его рисунке предметы. «Я ничего этого не вижу, – написал он. – Я вижу ровно то, что нарисовано». С присущим ему благодушием он добавил: «Говорят, тут даже где-то есть дракон».
Мы опираемся на перцептивную группировку вроде той, что позволяет нам видеть контуры и формы, чтобы распределить объекты по категориям. Складное кресло и компьютерное кресло выглядят совсем по-разному, но мы мгновенно ухватываем их сходство и распознаем и то, и другое как кресло. Мы легко отличим чихуахуа от немецкой овчарки, но при этом с легкостью запишем их обоих в категорию «собаки». Это умение вычленять сходства среди разных объектов, принадлежащих к одной и той же категории, лежит в основе перцептивного обучения. Возможно, что сходства между объектами описываются работой взаимосвязанных нейронов по всему мозгу, и эти нейронные сети формируются с опытом – как реакция на те объекты, с которыми мы сталкиваемся чаще всего[84]. Лиаму же пришлось использовать другие органы чувств и аналитические навыки для того, чтобы распределить новые зрительные ощущения по знакомым категориям, таким образом выстраивая новые связи между зрительными и остальными сенсорными зонами.
Объекты всегда располагаются в каком-то окружении, и это окружение с определенной долей уверенности можно попытаться реконструировать. В одном эксперименте людям показывали фотографии лесов, пляжей или, например, индустриальных зон[85]. Примерно четверть каждой фотографии была закрыта белым пятном, и соответствующие этой области нейроны зрительных зон V1 и V2 не получали никакой информации о ней, однако исследователи зафиксировали их активность. Во многом это связано с тем, что к этим нейронам поступала информация от зрительных зон более высокого уровня, которые отвечают за построение общего представления о картинке.
Когда участников эксперимента попросили дорисовать те части фотографии, которые были закрыты белым, они довольно точно дополнили недостающую информацию. Судя по всему, они создали внутреннюю модель того, что должно было располагаться на этом месте. Возможно, что такая модель формируется в зрительных зонах более высокого уровня, а затем по петлям обратной связи корректирует активность нейронов более низкого уровня. В жизни мы, по-видимому, постоянно формируем и уточняем такие модели, чтобы понять, что еще должно перед нами присутствовать кроме того, что мы можем увидеть в данный момент.
Лиаму сложно интерпретировать изображения, и пейзажи ему нравятся меньше всего. В детстве он никогда не смотрел вдаль, и из-за этого он не может создать внутренние модели обширных панорам. Пусть нейроны его зрительных зон более низкого уровня отзываются на какие-то элементы пейзажа, без когнитивных моделей общей панорамы его нейронные сети не обучены распознавать самые важные структуры и закономернос