Введение
Феномен зрительного восприятия человека
Эффект МакКоллоу — это феномен зрительного восприятия человека, при котором бесцветные решётки воспринимаются как цветные в зависимости от их ориентации. Это последействие, требующее периода индукции для его возникновения. Например, если человек попеременно смотрит на красную горизонтальную решётку и зелёную вертикальную решётку в течение нескольких минут, то чёрно-белая горизонтальная решётка впоследствии будет казаться зеленоватой, а чёрно-белая вертикальная решётка — розоватой. Эффект примечателен тем, что, хотя он быстро ослабевает при повторных испытаниях, в некоторых случаях он может сохраняться до 2,8 месяцев при ограниченном воздействии тестирования. Эффект был открыт американским психологом Селест МакКоллоу в 1965 году.
Производит эффект
Эффект вызывается при взгляде на тестовое изображение, такое как показано ниже. Оно содержит противоположно ориентированные решетки линий – горизонтальные и вертикальные. Далее испытуемый поочередно смотрит на два индукционных изображения, похожих на те, что расположены непосредственно под верхним изображением. На одном изображении должна быть показана одна ориентация решетки (в данном случае горизонтальная) с цветным фоном (красным), а на другом – другая ориентация решетки (в данном случае вертикальная) с другим, предпочтительно контрастным цветом фона (зеленым). На каждое изображение следует смотреть в течение нескольких секунд, а в общей сложности на оба изображения – несколько минут, чтобы эффект стал заметным. Испытуемый должен смотреть примерно в центр каждого изображения, позволяя глазам немного двигаться. Через несколько минут испытуемый должен снова посмотреть на тестовое изображение; решетки должны казаться окрашенными в цвет, противоположный цвету индукционных решеток (то есть горизонтальные – зеленоватыми, а вертикальные – розоватыми). Тестовые/Индукционные изображения. Одно индукционное изображение для эффекта МакКоллоу. Посмотрите на центр этого изображения в течение нескольких секунд, затем на центр изображения справа (с зеленым фоном) в течение нескольких секунд. Затем вернитесь к этому изображению. Продолжайте переводить взгляд между двумя цветными изображениями не менее трех минут. Второе индукционное изображение для эффекта МакКоллоу. Посмотрите на центр этого изображения в течение нескольких секунд, затем на центр изображения слева (с красным фоном) в течение нескольких секунд. Затем вернитесь к этому изображению. Продолжайте переводить взгляд между двумя цветными изображениями не менее трех минут. Тестовое изображение для эффекта МакКоллоу. При первом взгляде на это изображение вертикальные и горизонтальные линии должны казаться черными и белыми, бесцветными. После индукции пространство между вертикальными линиями должно казаться красным, а пространство между горизонтальными линиями – зеленым.
Свойства эффекта МакКоллоу
МакКоллоу первоначально сообщил, что эти последействия могут сохраняться в течение часа и более. Эффект отличается от цветных послеобразов, которые кажутся наложенными на всё видимое и длятся недолго. Он зависит от ориентации сетчатки (при наклоне головы в сторону на 45 градусов цвета в приведенном выше примере исчезают; при наклоне на 90 градусов цвета вновь появляются, при этом гравитационно вертикальная решетка выглядит зеленой). Множественные эффекты можно суммировать, вызывая их с помощью нескольких наборов решеток. Набор горизонтальных и вертикальных индукционных решеток и отдельный набор противоположно направленных диагональных индукционных решеток создадут два различных послеобраза при нормальном удержании черно-белой решетки и при наклоне на 45 градусов. Количество различных ориентаций, которые можно суммировать, неизвестно. Кроме того, индукция одним глазом не приводит к восприятию эффекта другим глазом. Однако имеются некоторые свидетельства бинокулярного взаимодействия. Любое последействие требует периода индукции (или адаптации) с индукционным стимулом (или, в случае эффекта МакКоллоу, индукционными стимулами). Затем требуется тестовый стимул, на котором можно наблюдать последействие. В эффекте МакКоллоу, как описано выше, индукционными стимулами являются красная горизонтальная решетка и зеленая вертикальная решетка. Типичный тестовый стимул может представлять собой смежные участки черно-белых вертикальных и горизонтальных решеток (как показано выше). Цвета эффекта МакКоллоу менее насыщенные, чем индукционные цвета. Индукционные стимулы могут быть любого цвета. Однако эффект наиболее выражен, когда цвета являются дополнительными, например, красный и зеленый или синий и оранжевый. Связанная версия эффекта МакКоллоу также возникает при использовании одного цвета и одной ориентации. Например, индукция только красной горизонтальной решеткой заставляет черно-белую горизонтальную тестовую решетку казаться зеленоватой, в то время как черно-белая вертикальная тестовая решетка выглядит бесцветной (хотя по этому поводу существуют споры). Стромейер (1978) назвал эти эффекты не избыточными. По его мнению, классический эффект, возникающий при индукции от двух различных ориентаций и цветов, просто делает иллюзорные цвета более заметными за счет контраста. Эффект специфичен для области сетчатки, подвергающейся воздействию индукционных стимулов. Это было продемонстрировано путем вызывания противоположных эффектов в смежных областях сетчатки (то есть, из одной области сетчатки вертикали кажутся розовыми, а горизонтали – зеленоватыми; из смежной области сетчатки вертикали кажутся зеленоватыми, а горизонтали – розовыми). Тем не менее, если небольшая область сетчатки подвергается воздействию индукционных стимулов, а тестовые контуры проходят через эту область, эффект распространяется вдоль этих тестовых контуров. Разумеется, если индуцированная область находится в фовее (центральном зрении), и глазам позволено двигаться, то эффект будет проявляться повсюду в визуальной сцене, попадающей в поле зрения фовеи. Эффект также оптимален, когда толщина штрихов в индукционном стимуле соответствует толщине штрихов в тестовом стимуле (то есть эффект настроен, хотя и в широком диапазоне, на пространственную частоту). Это свойство привело к тому, что о не избыточных эффектах сообщали люди, использовавшие компьютерные мониторы с однородными цветными люминофорами для работы с текстом. Эти мониторы были популярны в 1980-х годах и обычно отображали текст зеленым на черном фоне. Позже люди заметили, что при чтении текста с той же пространственной частотой, например, в книге, он выглядит розовым. Кроме того, горизонтальная решетка с той же пространственной частотой, что и горизонтальные линии индукционного текста (например, горизонтальные полосы на буквах "IBM" на конверте для ранних дискет), казалась розовой. Было обнаружено множество подобных последействий не только между зависимостями рисунка и цвета, но и между движением/цветом, пространственной частотой/цветом и другими взаимосвязями. Все подобные эффекты можно назвать эффектами МакКоллоу или МЭ.
Пояснения
Статья МакКоллоу послужила толчком к написанию сотен других научных работ. Объяснения, по всей видимости, можно разделить на три основных направления. МакКоллоу предположил, что происходит цветовая адаптация нейронов, чувствительных к границам, в нижних, монокулярных областях зрительной коры. Нейрофизиологические объяснения этого эффекта варьируются от адаптации клеток в латеральном коленчатом теле, предназначенной для коррекции хроматической аберрации глаза, до адаптации клеток в зрительной коре, совместно реагирующих на цвет и ориентацию (что и было объяснением МакКоллоу), например, в монокулярных областях корковых гиперколонн, до обработки в высших отделах мозга (включая лобные доли), а также до процессов обучения и памяти. В 2006 году объяснение эффекта все еще оставалось предметом дискуссий, хотя преобладало мнение в пользу первоначального объяснения МакКоллоу. Эффект МакКоллоу не передается между глазами, и из этого логично заключить, что он возникает в области зрительной системы до V1 4B, где впервые появляются бинокулярные клетки.
Эффект анти-Макколлоу
В 2008 году был обнаружен похожий эффект, дающий иные результаты, который получил название "эффект анти-МакКоллоу".