Los científicos llevan años debatiendo por qué se producen las ilusiones ópticas. Y no se han puesto de acuerdo. Ha habido dos grandes corrientes: una que afirma que son causadas por el procesamiento neuronal del propio ojo y los centros visuales de bajo nivel del cerebro y otra que considera que en el proceso se deben ver involucrados procesos mentales de nivel superior.

Ahora, una nueva investigación asegura que las ilusiones visuales son causadas por "límites en la forma en la que nuestros ojos y nuestras neuronas visuales funcionan", y descarta que intervengan procesos psicológicos más complejos. Para encontrar esa explicación, los investigadores estudiaron las ilusiones ópticas en las que el entorno que rodea a un objeto afecta a la forma en la que percibimos sus colores o patrones.

El nuevo estudio ha sido desarrollado por las universidades de Exeter y Sussex, ambas de Reino Unido, y ha sido publicado este jueves en la revista PLOS Computational Biology. "Nuestros ojos envían mensajes al cerebro haciendo que las neuronas se activen más deprisa o más despacio. Sin embargo, hay un límite de rapidez a la que pueden activarse. Y las investigaciones anteriores no han considerado cómo ese límite podría afectar a las formas en las que vemos el color", explicó Jolyon Troscianko, investigador de la Universidad de Exeter.

La barra en el medio de esta figura es del mismo tono de gris, pero parece más claro a la izquierda y más oscuro a la derecha debido al degradado en el fondo. Esto se denomina contraste simultáneo, donde los entornos oscuros hacen que los objetivos parezcan más claros y viceversa.

Precisamente para compensarlo, esta nueva investigación combinó ese "ancho de banda limitado" con información sobre cómo los humanos percibimos patrones a diferentes escalas, partiendo de la suposición de que nuestra visión funciona mejor cuando observamos escenas naturales. El modelo inicial desarrollado por los científicos fue concebido para tratar de averiguar cómo los animales perciben los colores, pero descubrieron también que "predecía correctamente muchas ilusiones visuales observadas por los seres humanos".

Televisores

"Estos hallazgos echan por tierra muchas suposiciones sobre el funcionamiento de las ilusiones visuales", afirmó Troscianko, que detalló que los resultados también arrojaron luz sobre la popularidad de los televisores de alta definición.

"Los televisores modernos de alto rango dinámico crean regiones blancas brillantes que son 10.000 veces más luminosas que sus negros más oscuros, acercándose a los niveles de contraste de las escenas naturales", explicó el Dr. Troscianko. "Cómo nuestros ojos y cerebros pueden manejar este contraste es un rompecabezas, porque las pruebas demuestran que los contrastes más altos que podemos ver los humanos a una sola escala espacial se sitúan en torno a 200:1. Y lo que es aún más desconcertante, las neuronas que conectan nuestros ojos con el cerebro sólo pueden manejar contrastes de aproximadamente 10:1".

Las dos barras grises en el medio de esta figura son del mismo gris, pero la de la izquierda (rodeada de más barras negras) parece más oscura. Esto es lo opuesto al ejemplo anterior de contraste simultáneo, porque los entornos más oscuros ahora hacen que el objetivo se vea más oscuro.

El experto explica que el modelo que han desarrollado ha demostrado que las neuronas con un ancho de banda de contraste tan limitado pueden combinar sus señales para permitirnos ver estos enormes contrastes. Pero la información se queda "comprimida", lo que da lugar a las ilusiones visuales.

"El modelo muestra cómo nuestras neuronas han evolucionado para aprovechar al máximo su capacidad. Por ejemplo, algunas son sensibles a diferencias muy pequeñas en los niveles de gris a escalas medianas, pero se ven desbordadas fácilmente por los contrastes altos. Mientras tanto, las neuronas que codifican los contrastes a escalas más grandes o más pequeñas son mucho menos sensibles, pero pueden trabajar en una gama mucho más amplia de contrastes, dando profundas diferencias de blanco y negro", explicó Troscianko.

En definitiva, para los investigadores esto demuestra cómo un sistema con un ancho de banda y una sensibilidad neuronal muy limitados puede percibir contrastes superiores a 10.000:1.