McGurk-ilmiö

Kognitiiviset illuusiot

Aistitieto on usein monitulkintaista, mutta käyttäytymisen tehokas ohjaaminen edellyttää, että pääsemme nopeasti yksiselitteisiin havaintotulkintoihin. Tätä varten täydennämme aistitietoa aiemmalla tiedolla ja kokemuksella vastaavista tilanteista. Voimme ajatella, että tämä aiempi tieto antaa meille ”parhaita arvauksia” maailman todennäköisestä tilasta. Tällä strategialla pääsemme useimmiten nopeasti oikeaan tulkintaan, mutta kun oletuksemme ovat vääriä, havaintomme ovat virheellisiä. Kognitiiviset harhat selitetään usein tällaisten väärin sovellettujen oletusten avulla. Termi ”kognitiivinen” ei tarkoita, että olettamukset tehdään tietoisesti: ne ovat yleensä tietoisuuden tutkan alapuolella, syvään juurtuneita ja jopa horjumattomia. Tämä selittää, miksi kognitiiviset harhaluulot voivat säilyä muuttumattomina silloinkin, kun tiedämme, että meitä huijataan. Kognitiivisia harhoja voi syntyä minkä tahansa aistimodaliteetin ja useisiin modaliteetteihin perustuvien havaintojen yhteydessä, mutta näkö tarjoaa jälleen runsaasti esimerkkejä.

Toinen havaintovakio on muotovakio, joka kuvaa kykyämme sopeutua silmiimme projisoituvien kuvien muodon ja koon vaihteluihin nähdessämme kohteen eri näkökulmista. Edessäsi pöydällä olevan pyöreän kolikon optinen projektio on leveä ellipsi, mutta havaintosi kompensoi lyhentyneen perspektiivin, ja näet kolikon ympyränä. Muodon pysyvyys voi aiheuttaa voimakkaita harhakuvia, kun kaksiulotteisia (litteitä) kuvia tulkitaan käyttäen oletuksia, jotka sopivat kiinteille esineille. Kuvassa 4C esitetyt Shepardin pöydät ovat identtisiä yhdensuuntaisia suorakulmioita – toinen voitaisiin asettaa täsmälleen toisen päälle – mutta koska tulkitsemme ne kiinteiksi esineiksi, joita on käännetty eri tavalla syvyydessä, havaintomme kompensoi toisen pöydän pituuden ja toisen leveyden lyhenemisen. Tuloksena on, että objektiivisesti identtiset pöytätasot näyttävät meistä radikaalisti erilaisilta, toinen on pitkä ja kapea, toinen lyhyt ja leveä (Shepard, 1990).

Yksi muodon pysyvyyden näkökohdaksi voidaan mainita myös koon pysyvyys, joka kuvaa taipumusta, jonka mukaan kaukaisemmat kohteet skaalautuvat havainnossa. Tämä mahdollistaa sen, että näemme kohteiden koon suhteellisen vakaana katseluetäisyyden muutoksista huolimatta. Lähtevän ystäväsi optinen kuva puolittuu, kun hänen etäisyytensä kaksinkertaistuu, mutta et havaitse hänen pienenevän, vaan havaintosi hänen pienenevästä kuvastaan skaalautuu asteittain kompensoidaksesi kasvanutta katseluetäisyyttä. Yksi hyvä tapa ymmärtää tämän havaintokyvyn muuttamisen voimaa on tuijottaa kirkasta valonlähdettä, kuten lampun lamppua, minuutin tai kahden ajan. Sen jälkeen tumma läikkä (valon negatiivinen jälkikuva) näyttää heijastuvan mille tahansa vaalealle pinnalle, jota katsot. Tämän jälkikuvan optinen koko on vakio, joka vastaa voimakkaalle valolle altistunutta verkkokalvon aluetta, mutta sen koettu koko vaihtelee dramaattisesti sen mukaan, kuinka kaukana pintaa katsot. Tahra näyttää paljon pienemmältä kädessäsi pidettävällä valkoisella kortilla kuin kaukana olevalla seinällä; voit jopa seurata sen kutistumista ja kasvamista, kun siirrät korttia kohti kasvojasi ja poispäin niistä tai kävelet kohti seinää ja poispäin siitä.

Kuten Shepardin pöytälevyjen kohdalla, koon pysyvyys voi luoda voimakkaita illuusioita, kun tulkitsemme litteän kuvan ikään kuin kyseessä olisi syvyyskohtaus. Ajatellaanpa kuvassa 4D olevaa Ponzo-harhaa, jossa ylempi viiva näyttää pidemmältä kuin sen alapuolella oleva (identtinen) viiva. Tämän efektin pääasiallisena syynä voi olla se, että näemme toisiaan lähenevät sivuviivat maailmassa olevien rinnakkaisten viivojen heijastumina, kuten kaukaisuuteen etääntyvät junaradat. Ylempi viiva tulkitaan näin ollen kauempana olevaksi, joten se skaalautuu aistittavasti suuremmaksi tämän kompensoimiseksi. Sama vaikutus voidaan saada aikaan kuvissa, jotka esittävät todellisia kohtauksia, toistamalla etualan kuvaelementti näennäisesti kauempana; kaukana olevien valkoisten pakettiautojen järjetön suurennos kuvassa 4E osoittaa, missä määrin kokokäsityksemme yleensä skaalautuu etäisyyden mukaan. Jopa joissakin reaalimaailman kohtauksissa etäisyysvihjeiden virheellinen tulkinta voi osaltaan aiheuttaa kokoharhoja. Esimerkiksi kuu voi tuntua paljon suuremmalta, kun se on matalalla horisontissa, kuin kun se on korkealla taivaalla. Tämä taivaallinen illuusio on hämmentänyt ihmisiä vuosisatojen ajan, ja sen selittämiseksi on esitetty useita teorioita (Ross ja Plug, 2002). Yksi ehdotus on, että kun kuu on horisontissa, välissä on yleensä rakennusten ja puiden kaltaisia piirteitä, jotka osoittavat etäisyyttä, joten koettu koko kasvaa. Toisen mukaan, kun katsomme kuuta korkealla piirteettömällä taivaalla, silmämme saattavat itse asiassa keskittyä ja kiinnittyä lyhyemmälle etäisyydelle, joten koettu koko pienenee. Vaikka pystymme ilmoittamaan kuun näennäisen koon helposti, emme ehkä ole yhtä tietoisia siihen vaikuttavista etäisyysvihjeistä. Suoraan kysyttäessä ihmiset yleensä arvioivat kuun olevan lähempänä, kun se on horisontissa, ehkä päättelemällä (virheellisesti), että jos se näyttää suuremmalta, sen täytyy olla lähempänä.

Monissa näistä harhoista, erityisesti kun meitä huijataan kuvilla, tuntuu hieman epäreilulta sanoa, että olemme todella erehtyneet, koska havainto olisi poikkeuksetta tarkka todellisessa maailmassa. Laatta, joka on harmaa varjossa, olisi todellakin vaalean pinnan värinen, mansikka, joka on harmaa sinivihreässä valossa, olisi todellakin punainen hedelmä, ja Shepardin pöydät olisivat kaksi hyvin erimuotoista huonekalua. Kun otetaan huomioon, että havaintojärjestelmämme ovat kehittyneet evoluution myötä ja jokaisen elämän aikana tukemaan sitoutumista todelliseen maailmaan, näitä havaintoja voidaan pitää pikemminkin onnistumisina kuin epäonnistumisina. Meidät on optimoitu näkemään esineiden pintaominaisuudet, ei heijastuneita aallonpituuksia, ja ymmärtämään kiinteiden esineiden muotoja, ei projisointeja litteään tasoon (mikä voi vaatia vuosien taiteellisen harjoittelun). Kun harhoja syntyy todellisissa kohtauksissa, se johtuu yleensä siitä, että kohtaus on hyvin epätodennäköinen tai se ei yksinkertaisesti ole sellainen, jota varten järjestelmäämme on suunniteltu. Esimerkiksi kehittyneet mekanismimme etäisyyksien ja kokojen arvioimiseksi epäonnistuvat, kun niitä sovelletaan taivaankappaleisiin, koska kyseiset etäisyydet ja koot ovat niin kaukana kokemuksemme ulkopuolella ja koska ei ole väliä, havaitsemmeko ne tarkasti vai emme. On turvallista olettaa, että kukaan ei ole koskaan kuollut sen vuoksi, että olisi arvioinut kuun koon väärin.

Jos meidät on suunniteltu aktiiviseen vuorovaikutukseen kiinteiden esineiden maanpäällisen maailman kanssa, tämä voi selittää sen, miksi emme voi välttyä näkemästä kuvan syvyystulkintaa, jos sellainen on mahdollinen, vaikka tiedämme, että kuva on todellisuudessa tasainen. Olemme niin tottuneita perspektiiviin ja varjostuksiin taiteessa sekä valokuviin ja videoihin, että unohdamme helposti, millaisia merkittäviä syvyysilluusioita ne antavat meille. Ehkä suurin syy siihen, että 3D-elokuvat, jotka lisäävät stereoskooppista syvyyttä elokuvakokemukseen, eivät ole koskaan valloittaneet mielikuvitusta, on se, että saamme jo 2D-elokuvista niin paljon syvyyttä. Kun katsomme niitä, näkökykymme tekee vain sen, mikä on luonnollista (kohtauksen syvyysrakenteen analysointi), mutta ärsykkeellä, joka on luonteeltaan hyvin epätodennäköinen (kohtauksen litteä esitys). Tämä toistaa yleisemmän huomion kognitiivisista harhoista: oletukset, joita havaintojärjestelmämme tekevät aistimusten todennäköisistä syistä, perustuvat tuttuun maailmaan, jossa on kiinteitä esineitä, jotka käyttäytyvät (enimmäkseen) ennustettavilla tavoilla. Kun kohtaamme epätodennäköisiä tilanteita, joissa nämä olettamukset eivät pidä paikkaansa, parhaat arvauksemme voivat olla vääriä, ja siitä seuraa illusorisia harhaluuloja.

Monenlaisia näkökulmia sietävämpi ja myös helpommin aseteltavissa oleva onttonaamio-illuusio. Takaa katsottuna naamio ei näytä lainkaan ontolta, vaan kuperalta (ulospäin kaartuvalta) (kuva 5C). Tämä illusorinen syvyysvääristymä on melko voimakas, varsinkin jos katsotaan toinen silmä suljettuna ja jos ontto naamio valaistaan alhaalta niin, että varjot ja valokeilat lankeavat kuten ne lankeaisivat kuperassa naamiossa, joka valaistaan tavanomaisesti ylhäältä päin. Vaikka molemmat silmät olisivat auki, voi onttoa naamiota lähestyä noin puolentoista metrin päähän, ennen kuin binokulaarinen näkö hälventää illuusion. Tavallinen selitys on, että meillä on aiempaan kokemukseen perustuvia vahvoja odotuksia siitä, että kasvot ovat kuperia, joten pidämme kiinni tästä tulkinnasta. Odotukset ovat kuitenkin vain osa tarinaa; on myös välttämätöntä, että käytettävissä olevat aistivihjeet jättävät tilaa monitulkintaisuudelle. Näin ollen illuusio vahvistuu, kun binokulaarisia syvyysvihjeitä vähennetään (sulkemalla toinen silmä tai katsomalla kaukaa) tai harhaanjohtavia vihjeitä lisätään (muuttamalla valaistuksen suuntaa). Jos syvyysvihjeet ovat riittävän epäselviä, illusorisia käänteisilmiöitä voidaan saada aikaan monissa muissakin muodoissa, kuten onttojen hyytelömuottien tai geometristen muotojen rautalankamallien (esim. rautalankakuutio) kohdalla. Vaikutus on kuitenkin vahvin hyvin tutuilla esineillä, kuten pystysuorilla kasvoilla, joiden odotamme vahvasti olevan kuperia (Hill ja Johnston, 2007). Mitä vahvempia ennakko-odotuksemme ovat, sitä enemmän niillä on taipumus syrjäyttää aistitodisteet ja päinvastoin.

Aivan kuten havaintomme syntyy prosessista, jossa ennakko-odotukset yhdistetään aistitodisteisiin, meidän on myös yhdistettävä useista aistikanavista tulevia todisteita. Pannussasi kuplivalla kastikkeella on väri ja rakenne, se pitää pehmeää poksahtelevaa ääntä, antaa fyysistä vastusta sekoittamiselle ja (toivottavasti) tuoksuu herkulliselta. Nämä aistit yhdistyvät luodakseen yhtenäisen havaintokokemuksen ruoanlaitosta, ja ne ovat riippuvaisempia toisistaan kuin luuletkaan. Tätä keskinäistä riippuvuutta voidaan havainnollistaa luomalla keinotekoisia epäsuhteita aistikanavien välille. Tällaisissa olosuhteissa näkökyvystä saatava tieto pyrkii hallitsemaan muita aisteja. Vatsastapuhuminen tunnetaan nimellä ”oman äänen heittäminen”, koska vatsastapuhuja saa oman äänensä näyttämään tulevan eri paikasta, mutta temppu on ensisijaisesti sen tarkassa hallinnassa, mitä yleisö näkee. Vatsastapuhuja peittää omat puheliikkeensä ja liikuttaa samalla puheessa nuken suuta, joka antaa ymmärtää, että kyseessä on vaihtoehtoinen äänilähde, jota hän katsoo ikään kuin se olisi puhuva henkilö. Jopa ilman näin pitkälle kehiteltyä petosta paikallistamme elokuvien äänet automaattisesti näyttelijöihin, vaikka äänentoistojärjestelmä voi olla useiden metrien päässä valkokankaasta.

Visuaalinen informaatio voi tehdä muutakin kuin vain siirtää äänen havaittua sijaintia, se voi muokata kuulemiamme puheääniä. McGurk-efektissä kuulemme äänitallenteen henkilöstä, joka toistaa tavua ”ba-ba”, ja siihen liittyy synkronoitu video henkilöstä, joka puhuu tavua, jossa on eri alkukonsonantti (esim. ”da-da”, ”va-va”).3 Kuulemamme tavu riippuu näkemistämme puheääniliikkeistä, ja auditiivinen havaintomme vaihtuu ”ba”:sta ”da”:han ”va”:han, kun samaan äänitallenteeseen yhdistetään eri videoita. Myös näkö voi muuttaa makumielikuvia, minkä vuoksi ruokalajin ulkonäkö on niin olennainen osa ruokailukokemusta. Vihannesten kerrotaan maistuvan tuoreemmilta, jos ne ovat väriltään eloisampia, ja omenamehun maistuvan vadelmalta, jos siihen lisätään mautonta punaista väriainetta. Sama punainen väriaine, kun sitä lisätään valkoviiniin, voi huijata asiantuntevia viininmaistajia ilmoittamaan punaviinille tyypillisiä makuvivahteita (Spence, 2010). Samoin näkö voi kirjaimellisesti horjuttaa tasapainoaistiamme: jos meidät asetetaan ”keinuvaan huoneeseen”, jossa seisomme kiinteällä lattialla ja seinät heiluvat hieman ympärillämme, tunnemme putoavamme kohti lähestyvää seinää ja nojaamme korjaavasti taaksepäin kompensoidaksemme tätä (ja nuoremmat lapset tyypillisesti kaatuilevat) (Lee ja Aronson, 1974).

Multisensoriset illuusiot eivät kaikki liity näköön. Pergamenttinahka-illuusio kuvaa hämmentävää vaikutusta, joka äänellä voi olla tuntoaistiimme. Jos hieromme käsiämme yhteen ja kuulemme niiden tuottaman äänen kuulokkeiden kautta, mutta uudelleen miksattuna korostaen korkeita taajuuksia, kädet tuntuvat kuivilta ja hilseileviltä. Samalla äänikäsittelyllä on miellyttävämpiä vaikutuksia sipsien syömiseen, sillä ne koetaan tuoreemmiksi ja rapeammiksi, kun kuulemme enemmän korkeita taajuuksia niitä purraessamme. Nämä vaikutukset johtuvat siitä, että kun havaintojärjestelmämme tekee tulkinnan jostakin tapahtumasta, se yhdistelee kaikkien käytettävissä olevien aistilähteiden todisteita ja hyödyntää aiempaa tietoa siitä, mikä on todennäköisintä. Jos McGurk-ilmiö tai pergamenttinahka-illuusio vaikuttavat yllättäviltä, se johtuu pääasiassa harhaanjohtavasta käsityksestä, jonka mukaan aistimme ovat erillisiä ja erillisiä sen sijaan, että ne sekoittuisivat kokemuksessamme runsaasti toisiinsa. Muiden kognitiivisten illuusioiden tapaan on kyseenalaista, onko oikeudenmukaista pitää näitä moniaistiefektejä havaitsemisen epäonnistumisina, kun ne ovat oikeastaan melko hyviä arvauksia ärsytyksen kokonaiskuvasta.

Yksi moniaisti-illuusio, joka on vanginnut monien tutkijoiden mielikuvituksen, on kumikäsi-illuusio (”rubber hand illusion”) (Botvinick ja Cohen, 1998). Henkilö istuu tekokäden edessä, jota kokeen suorittaja silittaa ja tökkii. Kokeen suorittajan toinen käsi tekee synkronoidun sarjan iskuja ja tökkäyksiä henkilön oikeaan käteen, joka on piilotettu peittävän kuvaruudun taakse. Henkilö näkee siten nuken käteen kohdistuvien kosketusten kuvion ja tuntee samalla vastaavat kosketukset. Henkilö tietää, että käsi on väärennös, mutta hän ei voi välttyä vaikutelmalta, että se on jotenkin osa hänen kehoaan; näön ja kosketuksen yhteensattuma on liian epätodennäköinen, jotta sitä voisi tulkita muulla tavoin. Tämän illuusion elävyyttä osoittavat hyvin henkilön automaattiset puolustusreaktiot, jos hän näkee kättä uhattuna esimerkiksi veitsellä tai vasaralla. Tämä on vain yksi esimerkki erilaisista ”ruumiillisuusilluusioista”, joihin kuuluu asetelmia, jotka voivat saada meidät tuntemaan, että olemme nuken tai Barbie- tai Kenin kaltaisen leikkinuken kehossa tai että seisomme oman kehomme ulkopuolella ja katselemme (Petkova ja Ehrsson, 2008). Tämä itsetuntomme valmis uudelleenmuotoilu viittaa siihen, että jopa tämä havaintotodellisuutemme persoonallisin osa on epäsuora johtopäätös, aivojemme paras yritys tulkita käytettävissä olevaa todistusaineistoa.

Näkemisen ja kosketuksen yhdistämisestä riippuvaiset mielikuvaharhat voivat olla kiehtovia, mutta ne ovat tyypillisesti melko rajallisia, koska ne ovat passiivisia. Jos henkilö päättää tehdä liikkeen, mutta tekokäsi ei noudata sitä, tämä on ristiriidassa hänen omistajuuden tunteensa kanssa, ja illuusio on ohi. Kokemus olisi kiehtovampi ja aktiivisempi, jos henkilö voisi liikuttaa nukekättä mielensä mukaan ja tuntea ja käsitellä esineitä, joita se koskettaa. Nykyaikainen virtuaalitodellisuus, jossa on korkearesoluutioinen panoraamanäkymä, surround-ääni ja tuntopalautetta antavat käsineet ja puvut, on siirtymässä kohti tällaisia immersiivisiä kokemuksia. Riittävän kehittynyt tällainen järjestelmä olisi erottamaton fyysisestä maailmasta; joten riippumatta siitä, onko todellisuutemme illuusio vai ei, riittävän täydellisestä illuusiosta voisi tulla todellisuutemme.