Door: Yvom | Datum: 20-01-2010 | Laatst gewijzigd: 20-01-2010 | Gezondheid

• 

  De twee omcirkelde vlakjes hebben echt precies dezelfde tint, hoe ongeloofwaardig dat ook klinkt (beeld: Michael Bach)

• 

  Dek de rest van het plaatje af en het is niet meer te ontkennen.

Van alles wat ze zien, geven onze ogen maar een klein deel door aan het brein. Het meeste is voorspelbaar, dus oninteressant, vinden de zenuwcellen in het netvlies. Drie onderzoekers van Harvard gebruikten netvliezen van salamanders en konijnen om uit te vinden hoe de poortwachters van de ogen hun beslissingen nemen.

Wie het plaatje voor het eerst ziet, komt tot het schokkende besef dat hij zijn ogen niet kan vertrouwen. Een grijs vlakje in Adelsons 'checker shadow illusion' dat er overduidelijk donkerder uitziet, blijkt exact dezelfde tint te hebben als het licht uitziende vlakje verderop. Zelfs als je dat heel goed weet, blijf je het zien. Gezichtsbedrog. Tot nu toe kreeg de visuele cortex, het hersencentrum dat de beelden verwerkt, hier de schuld van. Maar de ogen kunnen er zelf ook wat van, laat een artikel in Nature van deze week zien.

Toshihiko Hosoya, Stephen Baccus en Markus Meister peuterden in hun laboratorium aan Harvard University de ogen van salamanders uit elkaar, en later ook van konijnen. Ze haalden daar heel voorzichtig stukjes netvlies uit. Het weefsel bleef zo in leven. De staafjes en kegeltjes gingen gewoon door met het omzetten van licht in elektrische signalen, die ze doorgaven aan de zogenaamde bipolaire cellen. Die stuurden de boodschap op hun beurt door naar knooppunten in het netvlies: de ganglioncellen. Dit zijn de cellen die in directe verbinding staan met de visuele cortex. Tenzij ze in een bakje vloeistof liggen in een Amerikaans laboratorium, natuurlijk. Iedere ganglioncel verwerkt de signalen van een hele kluit zintuigcellen en heeft dus een eigen gezichtsveldje.

De onderzoekers tapten de elektrische signalen van de ganglioncellen af, en zagen dat die zwakker werden naarmate de stukjes oog langer naar hetzelfde plaatje moesten kijken. Een nieuw, totaal ander beeld leidde weer tot verhoogde activiteit. Bij allerlei proeven met gestreepte vlakken en schaakbordpatronen bleek dat plaatjes met meer contrast altijd een sterker signaal opleverden. De ganglioncellen reageerden dus vooral op verschillen, zowel in plaats als in tijd.

Dat ons visuele systeem extra nadruk legt op afwijkingen van het te verwachten beeld, was al lang bekend. Maar tot nu toe werd algemeen aangenomen dat het bewerken van de informatie uitsluitend in de hersenschors gebeurde. Patroonherkenning zou zorgen dat onvoorspelbare elementen in ons gezichtsveld extra opvallen. De ogen zelf werden geacht braaf door te geven wat ze binnenkregen.

Maar het ligt dus anders. Gezichtsbedrog waarbij het contrast scherper wordt aangezet, zoals in de 'checker shadow illusion', is ten minste voor een deel te wijten aan de signaalbewerking in de ogen zelf. Denken onze ogen zelf na over wat ze zien? Dat is te veel gezegd. In het Nature-artikel wordt een vrij simpele verklaring voor de contrastverscherping geopperd.

Waarschijnlijk is er een grote rol weggelegd voor weer een ander type zenuwcellen in het netvlies, de amacriene cellen. Die vergelijken de informatie uit naast elkaar gelegen gezichtsveldjes met elkaar en dempen de signalen als ze veel op elkaar lijken, of als er steeds hetzelfde signaal doorkomt. Stukjes beeld die afwijken van hun omgeving krijgen zo extra nadruk en veranderingen in de tijd ook.

Het mooie van deze verklaring is dat je geen ingewikkelde constructies met patroonherkennende zenuwcellen nodig hebt, schrijven de onderzoekers. Alleen een flexibele remming door de amacriene cellen, volgens eenvoudige regels, is genoeg om te verklaren wat ze in hun experimenten zagen.

Elmar Veerman

Toshihiko Hosoya, Stephen A. Baccus en Markus Meister: "Dynamic predictive coding by the retina", Nature, 7 juli 2005

Dossiers

• Het bizarre brein

Links

• Veel fijn gezichtsbedrog op de site van Michael Bach, met uitleg
• Lees ook: "Horen doe je met je oren - Links hoort anders dan rechts" (10 sept 2004)

Bron: Noorderlicht.vpro.nl