Ludimar Hermann közel százötven évvel ezelőtt fedezte fel a róla elnevezett vizuális illúziót, melynek biológiai magyarázatára még további évtizedeket kellett várni. A Hermann-rácsot nem csak azért lehet szeretni, mert vicces és játékos, hanem azért is, mert remekül feltárja a világosságészlelés mechanizmusait. Járd be velünk a retinád és az agykérged közötti csodálatos utat, lépésről lépésre, elmagyarázzuk, mi történik ilyenkor.
1. A receptorok idegimpulzusokat gyártanak a fényből
A látás ingere a fény. A fény egy elektromágneses sugárzás, olyan, mint például a röntgensugár vagy a tv- és rádióhullámok, csak más tartományban van. Az agy azonban nem érti a fényenergiát, ő csak az idegimpulzusok elektromos nyelvén beszél. Ezért szüksége van egy tolmácsra, aki a fényingert lefordítja elektromos jelekre. Ezt a feladatot a receptorok látják el. A látás receptorai a retinában helyezkednek el, ami a szem hátsó felületén található vékony réteg. A receptorok fotopigment nevű vegyületeikkel elnyelik a fényt, és idegimpulzussá alakítva küldik tovább a “csomagot” az agy felé.
2. Az idegimpulzusok eljutnak az agykéregbe
A receptorok által létrehozott elektromos jelek először a bipoláris sejtekhez, onnan pedig a ganglionsejtekhez továbbítódnak. A szemünkben nem kevesebb mint egymillió ganglionsejt található. Ezek hosszú nyúlványai alkotják a látóideget, ami aztán eljuttatja az ingerületet (a csomagot) az agyunk vizuális kérgébe. Itt jön létre az észlelés összetettebb élménye.
3. Mit tudnak a ganglionsejtek, és mi az a receptív mező?
A retinában található ganglionsejtek más érzékszervi idegsejtekhez hasonlóan receptív mezőkkel rendelkeznek. A receptív mező az a terület, ahonnan az idegsejt ingerületet kap. A sok-sok idegsejthez tartozó megannyi receptív mező átfedésben van, így egy sejt pusztulása nem okoz érzékletkiesést. Például az arc bőrében jóval nagyobb ez az átfedés, mint a hát bőrében. Ezért van az, hogy az arcunkon két, egymáshoz sokkal közelebb lévő ingert is különállónak tudunk érzékelni, míg a hát bőrében, azonos távolság mellett, egyként érzékeljük a két ingert.
Próbáljátok ki egy barátoddal: csukja be a szemét, te pedig két ceruza hegyével finoman érintsd meg először az arcán. Fokozatosan csökkentsd a két pont közötti távolságot és kérd meg, hogy jelezzen, amikor egynek érzi a két ceruza hegyét! Ugyanezt ismételd meg a hátán és megtapasztalhatod: sokkal előbb jelezni fog.
4. Mi a Hermann-rács titka?
A ganglionsejtek receptív mezőit koncentrikus körökként lehet elképzelni, mintha közös középpontból kiinduló növekvő gyűrűkből állnának. A szélső gyűrűk negatív (gátló) válaszokat adnak, míg a belső gyűrűk pozitív (serkentő) válaszokat.
A Hermann-rács esetében a belső gyűrű a négyzetek oldalai mentén húzódó szürke vonalra esik, vagy a metszéspontok fehér részére. A pozitív válasz így a metszéspontokra eső belső gyűrűkben valamivel nagyobb a fehér szín miatt.
Ugyanakkor a szélső gyűrűk gátló válaszaiban ennél lényegesen nagyobb eltérés mutatkozik. A metszéspontokban több fény esik a szélső gyűrűkre, hiszen azok két egymást keresztező szürke vonalból, négy oldalról is táplálkoznak. Míg a fekete négyzetek oldalai mentén kevesebb fény esik a szélső gyűrűkre, hiszen azok csak egy szürke vonalból, két oldalról táplálkoznak, a többi részen a négyzetek sötét színe található. Mivel az oldalak mentén kevesebb gátlás lesz a szélső gyűrűkben, összességében erősebb idegi válasz fog megvalósulni. Ez azt jelzi az agyunk számára, hogy az oldalak mentén világosabb a felszín, mint a metszéspontokban, s így jönnek létre az ugráló sötét pontocskák. Persze amikor mindkét szemünkkel ráfixálunk a metszéspontra, akkor a receptív mezők összhangba kerülnek, és ezek a különbségek eltűnnek.
A Hermann-rács illúzióban tehát a megnövekedett sötét környezet eredményeként az oldalak mentén kevesebb gátló válasz jön létre a retinális ganglionok szélső gyűrűiben, így ezeket a vonalakat világosabbnak fogjuk észlelni, a metszéspontokban pedig sötét pontok jelennek meg.
Az észlelésünk néha kicsit olyan, mint az a súgós játék, amikor valaki elindít egy mondatot és a végére aztán más kerekedik ki belőle. Az illúziók azért jöhetnek létre, mert nem csak a szemünkkel, hanem az idegsejtjeinkkel és az agyunkkal is látunk, s hosszú az út a kinti, fizikával leírható világ és a belső szubjektív élményeink között.
