Reportagem
Ilusões móveis
Ao “enganar” neurônios especializados em detectar estímulos que se deslocam, certas imagens nos fazem perceber movimento onde ele não existe
por Vilayanur S. Ramachandran e Diane Rogers-Ramachandran
© AKIYOSHI KITAOKA, 2004
O grande sábio e artista renascentista Leonardo da Vinci deixou um legado de pinturas que combinam deleite estético com um realismo sem igual. Ele tinha grande orgulho de sua obra, mas também reconheceu que a tela nunca poderia comunicar o sentido de movimento ou de profundidade estereoscópica – que exige que cada um dos olhos veja ao mesmo tempo imagens ligeiramente diferentes. Da Vinci reconheceu que havia limites claros para as imagens realistas que ele podia desenhar ou pintar.

Cinco séculos depois, os limites para retratar profundidade na arte ainda permanecem, com exceção, é claro, de edições no estilo “olho mágico” que, por meio de múltiplos elementos semelhantes, entrelaçam as duas imagens que o cérebro capta, cada uma de um olho. Da Vinci também não poderia ter previsto o movimento Op Art dos anos 60, cujo foco principal era criar a ilusão de movimento usando imagens estáticas. Embora o movimento nunca tenha alcançado status muito elevado entre os críticos de arte, a maioria dos neurocientistas que trabalham com visão adora suas intrigantes imagens. Afinal, como imagens estáticas podem ser percebidas como movimento?

O psicólogo e artista japonês Akiyoshi Kitaoka, da Universidade Ritsumeikan, em Tóquio, desenvolveu uma série de imagens chamadas “cobras girando”, que são particularmente eficazes para produzir ilusão de movimento. Conforme você olha para a imagem ao lado, seu olho percebe círculos girando em direções opostas. Olhar de soslaio, isto é, usando a visão periférica, faz o movimento parecer ainda mais pronunciado. Manter o olhar fixo na imagem pode diminuir a sensação de movimento, mas mudar a posição dos olhos brevemente renova o efeito. Nessa imagem de Kitaoka, os círculos giram na direção dos segmentos coloridos que vão do preto para o azul, para o branco, para o amarelo e, de novo, para o preto. As cores, entretanto, servem apenas para aumentar o apelo estético, pois não têm relevância para o efeito. Uma versão acromática funciona igualmente bem desde que o mesmo nível de contraste da versão colorida seja preservado.

Essas adoráveis ilustrações nunca deixam de intrigar homens e mulheres de qualquer idade. Mas por que essa ilusão acontece? Ninguém sabe ao certo. O que sabemos é que os estranhos arranjos baseados em contraste devem de alguma forma ativar “por engano” os neurônios que detectam movimento. Isto é, os padrões de claro e escuro enganam o sistema visual, fazendo com que se veja movimento onde nada se move. (Não se preocupe caso não veja o movimento; algumas pessoas realmente não conseguem percebê-lo e nem por isso são menos saudáveis.)
© DENISE KAPPA/123RF
OP ART, nos anos 60, tinha como foco principal criar ilusões de movimento
Para explorar a percepção do movimento, é comum os cientistas realizarem testes com filmes muito curtos, com no máximo dois quadros de duração. Nesses filmes, no quadro um há uma grande matriz de pontos pretos dispostos de forma aleatória sobre um fundo cinza. Se, no quadro dois, você deslocar toda a matriz ligeiramente para a direita, verá uma porção de pontos saltando para a direita – isso ativa diversos neurônios de detecção de movimento em paralelo. Esse fenômeno, chamado movimento phi, é a base para os filmes, onde nenhum movimento “real” existe, apenas uma sucessão de fotos estáticas.

Prosseguindo no mesmo experimento: se no segundo quadro você deslocar os pontos para a direita e também reverter o contraste de todos os pontos de maneira que eles fiquem brancos sobre um fundo cinza (em vez de pretos sobre cinza), verá o movimento na direção oposta – uma ilusão descoberta pelo psicólogo Stuart Anstis, hoje na Universidade da Califórnia em San Diego. Esse efeito é conhecido como phi reverso, mas prefi ro chamá-lo de efeito Anstis-Reichardt, em homenagem aos pesquisadores da visão que primeiro o exploraram. (A segunda pessoa foi Werner Reichardt, do Instituto Max Planck para Cibernética Biológica, em Tübingen.) Agora sabemos que esse paradoxal movimento reverso ocorre por causa de certas peculiaridades na maneira como os neurônios de detecção do movimento, chamados detectores Reichardt, operam em nossos centros visuais.

Como os neurônios de detecção de movimento são “configurados” para identificar a direção do movimento? Cada um deles recebe sinais de seu campo receptor: uma seção da retina, a camada de tecido neural que recobre internamente o fundo do globo ocular. Quando ativado, um grupo de receptores– por exemplo, no lado esquerdo do campo receptor – envia um sinal para a detecção de movimento, mas o sinal é fraco demais para ativar o neurônio que detecta movimento. Um grupo adjacente de receptores retinianos, no lado direito do campo receptor, também envia um sinal para o mesmo neurônio, mas, de novo, o sinal não é forte o suficiente.

SOMANDO FORÇAS

Agora imagine que, entre a primeira região (esquerda) e o neurônio detector de movimento, seja inserido um “circuito de atraso”. Do lado direito, nada muda. Assim, se o alvo se mover para a direita no campo receptor, a atividade da segunda região da retina irá chegar ao neurônio detector de movimento ao mesmo tempo que o sinal retardado da região esquerda. Juntos, os dois sinais irão estimular o neurônio de maneira adequada para que ele dispare. Tal arranjo exige que os sinais sejam processados no circuito com certo atraso para garantir a especificação da direção e da velocidade.
REPRODUÇÃO
RECORTE SEM COR produz o mesmo efeito, mas com menor intensidade
Isso, porém, é apenas parte da história. Temos de assumir também que, por alguma razão ainda não compreendida, quadros parados como os das páginas 80 e 83 produzem ativação diferencial dentro do campo de recepção de movimento, o que resulta na ativação dos neurônios de movimento. O arranjo peculiar de alguns parâmetros da imagem, como contraste, em cada subregião da mesma, pode ser crucial para a ativação “artificial” dos detectores de movimento. O resultado final é que seu cérebro é enganado e vê movimentos onde eles não existem.

Por fim, sabe-se também que imagens com certa repetição e regularidade estimulam grande número de detectores de movimento em paralelo, de forma que a impressão subjetiva é exacerbada. Um pequeno recorte desse quadro é suficiente para gerar um movimento perceptível, embora a imagem na íntegra produza uma ilusão bem mais pronunciada (ver ilustração acima). Qualquer pessoa pode realizar alguns experimentos bem simples: a ilusão é mais forte com dois olhos do que com um? Quantas serpentes são necessárias para que as vejamos se contorcendo?

Não se compreende totalmente como imagens estáticas criam impressões irresistíveis de movimento de uma forma quase mágica. Sabemos, no entanto, que elas ativam detectores de movimento no cérebro. Essa idéia foi testada fisiologicamente por meio da gravação da atividade de neurônios de duas áreas do cérebro de macacos: o córtex visual primário (V1), que recebe sinais da retina (depois de terem sido retransmitidos pelo tálamo), e a área temporal média (MT), na lateral do cérebro, que é especializada na visualização de movimento. (Danos à MT causam cegueira de movimento; objetos que se movem aparecem como uma sucessão de objetos estáticos, como se estivessem iluminados por uma luz estroboscópica.) A questão é: “As imagens estáticas como as serpentes girando 'enganam' os neurônios detectores de movimento?” A resposta inicial parece ser sim, como foi mostrado numa série de experimentos publicados em 2005 pela neurocientista Bevil R. Conway, da Faculdade de Medicina da Universidade Harvard.

Assim, por meio do monitoramento da atividade de neurônios detectores de movimento em animais e do estudo da percepção humana com engenhosos quadros projetados, tais como o de Kitaoka, os cientistas estão começando a entender os mecanismos cerebrais especializados na visão das coisas que se movem. Do ponto de vista evolutivo, essa capacidade tem sido um recurso de sobrevivência valioso que funciona como um sistema de aviso antecipado para atrair atenção – seja para detectar presa, predador ou companheiro (os quais se movem, diferentemente de pedras e árvores). É uma prova de como a ilusão pode abrir caminhos para a compreensão da realidade.
PARA CONHECER MAIS
Phi movement as a subtraction process. S. M. Anstis, em Vision Research, vol. 10, no 12,
págs. 1411-1430, 1970.

Perception of illusory movement. A. Fraser e K. J. Wilcox, em Nature, vol. 281, págs.
565-566, 1979.

Neural basis for a powerful static motion illusion. Bevil R. Conway et al., em Journal of
Neuroscience, vol. 25, no 23, págs. 5651-5656, 2005.
Vilayanur S. Ramachandran e Diane Rogers-Ramachandran São neurocientistas, membros do Centro para o Cérebro e Cognição da Universidade da Califórnia em San Diego
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