Matejko, oczy i mózg

Zamknijmy na chwilę oczy i spróbujmy przywołać z pamięci obraz Jana Matejki „Bitwa pod Grunwaldem”. Być może staje przed nami ubrany w czerwone szaty wielki książę Witold na tle pochylonej krzyżackiej chorągwi. Zapewne wielu z nas oczyma duszy widzi też Ulryka von Jungingena, spinającego konia w starciu z pieszymi wojownikami. A co z resztą obrazu? Czy przypomina się nam ulokowany w jego lewej górnej części młyn zbożowy? Czy spoglądamy w oczy zmęczonego bitwą lub rannego konia z prawego rogu płótna? Czy zastanawia nas, dlaczego ponad głową mistrza zakonu krzyżackiego wirują w powietrzu szczapy, które jeszcze przed chwilą były zapewne częścią rycerskiej kopii?

„Bitwa pod Grunwaldem” to ponad 42 metry kwadratowe mniej lub bardziej rzucających się w oczy detali. Oprócz kilku centralnie ulokowanych postaci, koni i chorągwi reszta przypomina nieco wielobarwną masę, zwłaszcza jeśli nie mamy obrazu przed sobą, lecz jedynie staramy się wydobyć go z zakamarków pamięci. Być może naszym poznawczym odzwierciedleniom dzieła Matejki bliżej jest nie tyle do oryginału, co do złożonej z plątaniny linii krzywych wariacji na jego temat, którą stworzył Stanisław Wyspiański?

Bitwa pod Grunwaldem według Stanisława Wyspiańskiego

Szli z garem

Immanuel Kant wprowadził rozróżnienie, którego echa wciąż słychać we współczesnej psychologii poznawczej. Jego zdaniem otaczającego świata nie doświadczamy takim, jakim jest on „sam w sobie”, ale za pośrednictwem wrodzonych form i kategorii poznania, organizujących nasze spostrzeganie rzeczywistości. Z psychologicznego punktu widzenia owe formy i kategorie można interpretować jako charakterystyczne dla ludzi uwarunkowania procesów rejestrowania i przetwarzania bodźców zmysłowych, które wynikają z ewolucyjnej historii naszego gatunku.

Do podstawowego repertuaru ludzkich zmysłów zalicza się zwykle słuch, równowagę, węch, smak i wzrok – my jednak skoncentrujemy się na procesach związanych przede wszystkim z tym, w jaki sposób ludzki mózg radzi sobie z organizacją i interpretacją bodźców docierających do oczu.
Dlaczego akurat wzrok? Wyniki badań pokazują, że danym uzyskiwanym za jego pomocą ufamy trochę bardziej niż sygnałom pochodzącym z pozostałych zmysłów. Przykładowo, w latach 70. ubiegłego stulecia w czasopiśmie „Nature” ukazał się artykuł, w którym Harry McGurk i John MacDonald przedstawili wyniki wskazujące, że dźwięk o określonym brzmieniu (sylaba „ga”) rozpoznawany jest prawidłowo wtedy, gdy nie towarzyszy mu wizualna prezentacja ust układających się w sposób powiązany z innym dźwiękiem (sylabą „ba”). Zjawisko to (nazwane efektem McGurka) utrzymuje się nawet wtedy, gdy jesteśmy świadomi jego zachodzenia.

Aby na własnej skórze przekonać się o wpływie, jaki na percepcję dźwięków ma jednoczesne doświadczanie bodźców wizualnych, wystarczy poszukać na YouTubie żartobliwych filmików, gdzie do obcojęzycznych piosenek podłożono napisy z rzekomym polskim tekstem – lub mniej żartobliwych nagrań prezentujących „ukryte przekazy” w popularnych utworach odtwarzanych wstecz. Niewiele da się z tego zrozumieć, dopóki nie przeczyta się słów mających jakoby brzmieć w słuchanych dźwiękach.

Bodźce wzrokowe mogą modyfikować również spostrzeganie wrażeń smakowych i zapachowych.

Dokonany przez Charlesa Spence’a i współpracowników przegląd doniesień z badań wskazuje, że osoby badane rozpoznają prawidłowo smaki napojów rzadziej, jeśli ich kolory zostaną zmienione na mniej adekwatne (np. zielony kolor płynu o smaku truskawkowym). Tyleż spektakularne, co zabawne są w tym przypadku wyniki badań przeprowadzonych przez Wendy V. Parr i współpracowników.

Badacze ci wykazali, że na zestaw określeń wybieranych do opisania aromatu wina istotny wpływ ma jego kolor. Eksperci w zakresie oceny win, ulegając oczekiwaniom związanym z barwą trunku, używali większej liczby określeń charakterystycznych dla win czerwonych w sytuacji, gdy analizowanym winem było w istocie białe Chardonnay, zabarwione bezzapachowym związkiem chemicznym.

Jak podają Matthew M. Hurley i współpracownicy, zjawisko wpływu informacji wzrokowych na dane odbierane za pomocą zmysłu równowagi wykorzystuje się w parkach rozrywki. Wyobraźmy sobie stabilny most umieszczony w kręcącej się, pomalowanej od wewnątrz rurze. Stojąc na takiej konstrukcji i obserwując obrót otaczającej go tuby, człowiek doświadcza wrażenia poruszania się samego mostu. Starając się odruchowo bronić przed utratą równowagi, podejmuje więc działania kończące się rzeczywistym zderzeniem z niewzruszenie nieruchomym mostem.

Rzut oka na oko

Funkcjonowanie ludzkiego oka można porównać do działania aparatu fotograficznego wyposażonego w kliszę. Docierające do oka promienie świetlne przechodzą przez źrenicę, która w zależności od swojej aktualnej szerokości przepuszcza mniejszą lub większą ich ilość. Promienie te w dalszej kolejności ogniskują się na soczewce, przechodzą przez wypełniające gałkę oczną ciało szkliste i trafiają na usianą światłoczułymi receptorami siatkówkę. Informacje docierające stąd do analizujących je obszarów mózgu są jednak mało uporządkowane i organizm wkłada wiele nieświadomego wysiłku, zanim zestaw pobudzeń receptorów siatkówki przełoży się na wrażenie obcowania z nowym wydaniem „Tygodnika Powszechnego”.

Tak jak fotografia, tak i powstające na siatkówce przedstawienie trójwymiarowej rzeczywistości jest dwuwymiarowe. Ponieważ do mózgu docierają nieco przesunięte względem siebie dane z dwojga oczu, potrafi on dokonać ich obróbki w sposób pozwalający na wytworzenie doświadczenia trój- wymiarowej głębi oraz ocenę odległości pomiędzy oglądanymi obiektami. Ów związany z widzeniem stereoskopowym wysiłek nie jest jedyną modyfikacją, której podlegają informacje zbierane o świecie przez siatkówkę oka, gdyż powstający na niej obraz jest obrócony „do góry nogami”. Adekwatna percepcja świata wymaga zatem od mózgu dokonywania korygującej rotacji docierających danych, czego uczy się on już na wczesnych etapach życia.

Zdolność do modyfikowania sposobu odnoszenia się do danych zbieranych za pomocą wzroku towarzyszy nam także później. Prowadząc na samym sobie badania z użyciem specjalnych okularów obracających widziane obrazy o 180 stopni, amerykański psycholog George M. Stratton odkrył, że po kilku dniach ich noszenia znika poczucie poruszania się w odmienionej rzeczywistości. Wraca ono jednak w momencie, gdy okulary zostaną zdjęte, ponieważ mózg znowu potrzebuje nieco czasu na adaptację do nowego sposobu odbioru rzeczywistości. Wyniki analogicznych eksperymentów Davida E.J. Lindena i współpracowników wskazują jednak, że o ile badane osoby po kilku dniach noszenia okularów odwracających obraz faktycznie zaczynały nieźle sobie radzić z zadaniami motorycznymi, to nie towarzyszyło im subiektywne wrażenie poruszania się w niezmodyfikowanej rzeczywistości.

Powstający na siatkówce obraz świata charakteryzuje się zróżnicowaną ostrością. Dzieje się tak, ponieważ poszczególne obszary siatkówki oka różnią się pod względem liczby znajdujących się tam światłoczułych receptorów: czopków (odpowiedzialnych za barwne widzenie w warunkach optymalnej ilości światła) oraz pręcików (odpowiedzialnych za widzenie w skali szarości w warunkach niedoboru światła). Obszar najostrzejszego widzenia stanowi położona w centralnej części siatkówki plamka żółta, będąca szczególnie gęstym skupiskiem czopków. Jej przeciwieństwem jest miejsce określane jako plamka ślepa, gdzie zamiast receptorów światła znajdują się włókna nerwu wzrokowego, przesyłające informacje z oka do analizujących je obszarów ulokowanych w międzymózgowiu. Docierające do plamki ślepej promienie światła nie są rejestrowane, ale na co dzień nie doświadczamy przez to wrażenia ubytku w płynącym z oczu obrazie świata, ponieważ mózg „dorabia” sobie brakujące dane na podstawie pozostałych.

Aby się o tym przekonać, wystarczy zasłonić lewe oko, a prawe skupić na znajdującym się na powyższej ilustracji (z lewej) krzyżyku w odległości równej wyciągniętym rękom. W miarę przybliżania obrazka do oka znajdująca się obok przerwana linia powinna wydać się ciągła. Owo wypełnienie linii powstało na poziomie mentalnym, wskutek działania organizujących spostrzeganie świata mózgowych procesów poznawczych.

Pojawiam się i znikam

Czopki i pręciki przekazują dane o swoim pobudzeniu tzw. komórkom dwubiegunowym, które z kolei komunikują się z komórkami zwojowymi, niosącymi informacje do nerwu wzrokowego, skąd biegną w stronę mózgu. Nie obowiązuje tu jednak zasada „jeden czopek/pręcik – jedna komórka dwubiegunowa – jedna komórka zwojowa”, gdyż pojedyncza komórka dwubiegunowa ma kontakt z wieloma czopkami lub pręcikami, a pojedyncza komórka zwojowa zbiera impulsy z wielu komórek dwubiegunowych. Co więcej, komórka zwojowa może otrzymywać pobudzające lub hamujące impulsy z kilku zachodzących na siebie pól recepcyjnych, czego konsekwencją bywają błędy w percepcji bodźców ze świata zewnętrznego. Przypomina to nieco pracę kelnera, który nie obsługuje pojedynczego klienta przy stoliku, lecz kilka osób jednocześnie, co sprawia, że niekiedy trudno mu się połapać w zamówieniach.

Zniekształcenia odbioru rzeczywistości wynikające z przedstawionej organizacji przekazywania informacji pomiędzy zlokalizowanymi w oku komórkami nerwowymi dobrze ilustruje złudzenieoptyczne pojawiające się w chwili patrzenia na tzw. siatkę Hermanna (u góry). Koncentrując wzrok na jednym z punktów znajdujących się na przecięciu białych linii doznajemy wrażenia, że w miejscu pozostałych takich skrzyżowań pojawiają się szare kropki. Znikają one jednak, gdy staramy się przenieść wzrok na jeden z nich. W chwili skupiania wzroku na wybranym białym skrzyżowaniu jego obraz rejestrowany jest na plamce żółtej, której receptory łączą się z komórkami zwojowymi zbierającymi dane ze względnie niewielkich pól recepcyjnych. Konsekwencją tego są ostre, jednoznaczne wrażenia wzrokowe. W tym samym czasie z obszarów umiejscowionych na siatkówce mniej centralnie docierają do mózgu dane przenoszone przez komórki zwojowe powiązane z szerszymi, zachodzącymi na siebie polami recepcyjnymi. Część receptorów łączących się z daną komórką informuje o widzeniu czerni (kwadraty), inne zaś bieli (linie pomiędzy kwadratami). W efekcie owej rozbieżności mózg interpretuje docierające informacje w sposób, który odbieramy jako wrażenie pojawiających się i znikających szarych kropek.

Od lewej:
Prawo wspólnej drogi – postrzegamy raczej dwie przecinające się proste niż dwa kąty ostre stykające się wierzchołkami
Prawo bliskości – postrzegamy raczej dwa 9-elementowe zbiory niż 18 niezależnych trójkątów czy jeden zbiór 18-elementowy
Prawo domykania – postrzegamy kształt jako niedomknięty okrąg, a nie skończoną figurę

Porządek musi być

Niektóre podejścia filozoficzne i psychologiczne zakładają, że ludzki mózg jest początkowo czymś na kształt niezapisanej tablicy, sukcesywnie wypełnianej doświadczeniami w ciągu życia. Na poziomie mózgowej analizy bodźców wzrokowych oznaczałoby to, że nadawany im sens stanowi wyłącznie efekt licznych interakcji ze środowiskiem zewnętrznym. Stanowisko takie zdecydowanie kwestionowali w pierwszych dekadach XX wieku badacze związani z poznawczą psychologią Gestalt, a obecnie przeczą im wyniki badań prowadzonych na gruncie psychologii ewolucyjnej.

Gestaltyści uważali, że ludzki umysł analizuje informacje docierające za pośrednictwem zmysłów, korzystając z zestawu wrodzonych tendencji organizujących, wśród których podstawowe znaczenie ma podział na figurę (wyrazisty element wysuwający się w danej chwili na pierwszy plan) oraz tło (słabo zróżnicowany kontekst). Szereg prawideł, zgodnie z którymi organizowane są wrażenia powiązane z bodźcami wzrokowymi, sformułował Max Wertheimer. Prawo bliskości mówi na przykład, że obiekty znajdujące się w niewielkiej odległości od siebie są spostrzegane jako zwarta całość. Prawo wspólnej drogi głosi, że obiekty zdające się zmierzać w tym samym kierunku interpretowane są jako powiązane ze sobą. Prawo domykania wskazuje natomiast, że system poznawczy preferuje zamknięte, bardziej spójne kształty, a nie kształty cechujące się pewną nieregularnością.

Działanie praw psychologii Gestalt możemy zauważyć w licznych codziennych sytuacjach. Wyobraźmy sobie, że stoimy na czerwonym świetle na przejściu dla pieszych, a po drugiej stronie zebrała się już spora grupa ludzi, także czekających na możliwość przejścia przez ulicę. Zgodnie z prawem bliskości w pierwszej chwili możemy odnieść wrażenie, że naprzeciw nas nie stoją poszczególne jednostki, ale „skupisko”, „masa”, „tłum”. Jeśli jednak skupimy uwagę, będziemy w stanie dostrzec w tej zbiorowości poszczególne twarze czy też zachwycić się czyimś strojem lub fryzurą. Wymienione elementy na chwilę stają się wyróżnionymi figurami, by później znów schować się w tle i pozwolić wyjść na plan pierwszy kolejnym figurom – twarzom, kapeluszom, sukienkom itp.

Ewolucyjnie zorientowani badacze uważają działanie ludzkiego umysłu za rezultat doboru naturalnego, utrwalającego w populacji te cechy, które sprzyjały przetrwaniu i reprodukcji posiadających je organizmów na przestrzeni wielu pokoleń. Ich zdaniem człowiek dysponuje repertuarem wrodzonych mechanizmów organizujących sposób, w jaki postrzegana i interpretowana jest otaczająca rzeczywistość. Prowadzone badania ujawniły m.in., że nawet kilkumiesięczne niemowlęta posługują się czymś na kształt intuicyjnej fizyki, która nie miała czasu ukształtować się w toku ich osobistych doświadczeń.

Jak wynika z eksperymentów przeprowadzonych przez Renée Baillargeon i Julie DeVos, już w czwartym miesiącu życia dzieci mają tendencję do dłuższego przypatrywania się specjalnie aranżowanym zjawiskom, niemożliwym z punktu widzenia praw fizyki odnoszących się do obiektów powszechnie występujących w środowisku człowieka, co stanowić ma wskaźnik rozbieżności pomiędzy obserwowanym wydarzeniem a oczekiwaniami na jego temat. Komentując wyniki serii podobnych badań, Lance Workman i Will Reader wskazali trzy zasady, na których opiera się intuicyjna fizyka. Pierwsza z nich – „żadnej teleportacji” – mówi, że obiekty zmieniając lokalizację w przestrzeni, poruszają się po ciągłych trajektoriach, a nie skokowo. Druga – „żadnych duchów” – dotyczy niemożliwości przenikania obiektów przez siebie. Treścią zasady trzeciej – „żadnej telekinezy” – jest zaprzeczanie możliwości oddziaływania na siebie przedmiotów w sytuacji, gdy nie wchodzą one ze sobą w bezpośredni kontakt. Zgodnie ze stanem wiedzy we współczesnej fizyce żadnej z tych zasad nie można uznać za ogólnie poprawną, jednak z punktu widzenia codziennych doświadczeń wydają się całkiem niezłymi drogowskazami.

Ponieważ ważnym elementem środowiska życia człowieka są inni ludzie, psychologowie ewolucyjni zakładają, że w ludzkim umyśle powinny funkcjonować wrodzone mechanizmy przetwarzania danych wzrokowych, ukierunkowane na odbiór bodźców pojawiających się w rzeczywistości społecznej. Codzienne doświadczenia podpowiadają nam, że jesteśmy w pewnym sensie wyczuleni na rozpoznawanie ludzkich twarzy nawet tam, gdzie tak naprawdę ich nie ma: np. gdy patrzymy na księżyc w pełni, zacieki na szybach, ścianach czy kominach, chmury, przekroje pni, a nawet maski samochodów. Zgodnie z założeniami teorii zarządzania błędami (error management theory, EMT) dzieje się tak, ponieważ potencjalne koszty powstrzymywania się od reakcji w sytuacjach, gdy są one uzasadnione, zwykle przewyższają koszty fałszywych alarmów, czyli reagowania, gdy tak naprawdę określone zachowanie nie jest wymagane. W praktyce oznacza to, że ignorowanie obecności innych ludzi to potencjalne źródło zarówno niebezpieczeństw (śledzenie, atak wroga, nieokazanie szacunku osobnikowi o wyższej pozycji społecznej), jak i niewykorzystanych szans (znalezienie partnera lub sojusznika). Przeczulenie na punkcie schematów analogicznych do ludzkich twarzy, czyli zawierających elementy wyglądające podobnie do oczu, nosa i ust, chroni nas więc przed groźniejszym w skutkach brakiem wyczulenia na społeczny kontekst danej sytuacji.

Powrót pod Grunwald

W świetle informacji o sposobach odbierania i analizowania danych wzrokowych nasze mgliste pojęcie o zawartości płótna Matejki wydaje się właściwie czymś zrozumiałym. Być może Ulryk i Witold tak mocno narzucają się oglądającym obraz, ponieważ są zwróceni twarzami w ich stronę. Być może postacie te oraz powiewająca czerwona chorągiew z białym orłem są tak dominującymi figurami, że utrudniają wyłonienie się z tła percepcyjnego innych elementów dzieła. Być może spoglądając na obraz, naturalnie koncentrujemy się na jego centrum, co skutkuje nieostrym spostrzeganiem położonych peryferyjnie jego części.

Tym, którzy poświęcą mu więcej czasu, obraz potrafi się jednak odwdzięczyć. Możemy wtedy np. zacząć się zastanawiać, po co tratowana kopytami Witoldowego konia postać, idąc na bitwę, założyła sobie na głowę złotą, wysadzaną drogimi kamieniami opaskę. ©

Łukasz Jach

Autor jest doktorem psychologii, pracowni- kiem UŚ w Katowicach. Zajmuje się psychologią ewolucyjną i ekonomiczną oraz wizerunkiem nauki we współczesnym świecie.

Korzystałem m.in. z: L.T. Benjamin Jr., „Historia współczesnej psychologii”, Warszawa 2008; M.M. Hurley, D.C. Dennett, R.B. Adams Jr., „Filozofia dowcipu. Humor jako siła napędowa umysłu”, Kraków 2015; B. Sadowski, „Biologiczne mechanizmy zachowania się ludzi i zwierząt”, Warszawa 2003; P.G. Zimbardo, „Psychologia i życie”, Warszawa 2004.