Dlaczego widzimy kolory twarzy inaczej niż inne rzeczy


Jak pójdą ustawienia do badania, jak ludzie widzą kolory, ten nie jest nawet najdziwniejszy: pokój pełen rozmaitych przedmiotów, takich jak klocki Lego, truskawki i piłki do ping-ponga. Przynieś ludzi do pokoju i daj im komputer. Powiedz im, aby używali myszy do regulacji koloru dużego miejsca na ekranie, jak narzędzie do wybierania koloru w odwrotnej kolejności.

Następnie badacz wskazałby jeden z obiektów i powiedział, w zasadzie, że ten punkt na komputerze będzie tego samego koloru. Łatwo, prawda? Żółte Lego, czerwona truskawka, biała piłka do ping-ponga. Tak właśnie wygląda wizja kolorów. Wykorzystuje fotoreceptory z tyłu gałek ocznych i wiele obliczeniowych neurokardiografii, aby przedstawić reprezentację długości fal światła, które odbija dana powierzchnia. Dobre informacje.

Tyle że… cóż, wiedziałeś, że tutaj będzie sztuczka, a tak naprawdę są dwa. Po pierwsze, pod białym światłem, na pewno, nie ma problemu. Ludzki mózg jest skonfigurowany tak, aby interpretować sposób, w jaki rzeczy odbijają się pod białym światłem, jako nominalnie prawdziwy opis ich wewnętrznego koloru. Czy to prawda? Porozmawiaj z filozofem. Ale ten zespół był bardziej zainteresowany tym, jak wyglądały rzeczy pod niskoprężnymi lampami sodowymi, jak to, co miasta wykorzystywały do ​​latarni ulicznych przed diodami LED. Rzucają światło, które niektórzy ludzie mogą opisać jako „żółte”, ale to, co faktycznie robią, jest oświetlane monochromatycznie. Widzisz świat nie w kolorze, ale w żółtej wersji skali szarości.

W tym świetle obiekty straciły kolory. Prawie każdy temat identyfikował rzeczy, na które patrzył, jako wersję żółtą, bursztynową lub brązową (która jest naprawdę ciemnożółta).

Teraz inna rzecz: oprócz rozpoznawalnych obiektów, naukowcy wprowadzili ludzi do pokoju. Cztery kobiety, aktorki – dwie z europejskiego pochodzenia, to znaczy pod białymi światłami ludzie o normalnym widzeniu kolorów, identyfikują swoją skórę jako jaśniejszą stronę dystrybucji, z większą ilością różu i odcieni kremu. A dwa z nich były pochodzenia afrykańskiego, więc pod białym światłem większość ludzi identyfikuje ich skórę jako ciemniejszą, z większą ilością brązów i głębszymi czerwonymi odcieniami. Czy dystrybucje są szerokie? Tak. Czy to jest rasowo pełne? Prawdopodobnie. Ale trzymaj się mnie, ponieważ wtedy naukowcy zmienili światło białe na niskociśnieniowe.

I wszyscy opisywali twarze wszystkich czterech ludzi jako zielonych.

„Spodziewaliśmy się, że ludzie dopasują owoce do delikatnego odcienia typowego koloru owoców, a skóra będzie miała typowy odcień o typowym kolorze skóry”, mówi Bevil Conway, badacz wizji kolorów w NIH i główny autor na temat nowy artykuł na temat tych badań. Ale, mówi, nie widzieli żadnego z tych efektów. Wszystko wyglądało na żółtawe, ale skóra wyglądała „dziwnie i zielono”. Dlaczego dziwne? Ponieważ nic – nie światło, nie skóra, a nie pokój – miało w sobie jakąś zieleń. Wszystko było w mózgach ludzi, którzy to widzieli. Jest to wynik, który mówi coś nie tylko o tym, jak działa ludzka wizja koloru (tajemnica, którą naukowcy odrzucają od czasu Arystotelesa), ale czemu działa wizja kolorów. Nie tylko to, co robi, ale po co.

Ludzkie widzenie kolorów jest bardzo dobre w określaniu, czym jest kolor, niezależnie od koloru światła, które na niego świeci. W rzeczywistości jesteśmy w tym tak dobrzy, umiejętność zwana stałością koloru, że zauważamy ją tylko wtedy, gdy zawiedzie, jak w przypadku sukni, którą niektórzy postrzegają jako niebieską, a inni jako białą. Po latach pracy nad kryzysem memetycznym, większość badaczy kolorów uważa, że ​​ma to coś wspólnego z tym, jakim kolorom ludzie przypuszczali, że światło, otaczające je światło. Późne popołudnie niebieskawe? Myślisz, że jest biały. Biały dzień? To jest niebieskie.

Ale nikt nie jest pewny, w jaki sposób mózgi ludzi dokonują tych założeń i dokonują tych obliczeń. Jeden pomysł nazywa się kolorem pamięci i mówi, że być może mózgi ludzi mają rodzaj bazy danych kolorów niektórych obiektów – truskawka jest czerwona, trawa jest zielona. Więc kiedy te obiekty wydają się być innym kolorem, twój mózg zakłada, że ​​oświetlenie jest dziwaczne, poprawia to, więc „widzisz” truskawkę jako czerwoną, a następnie stosuje tę samą korektę również do wszystkiego innego. Ale gdy źródło światła jest nieznane, „trzeba by wyeliminować to odchylenie, aby powiedzieć, jak obiekty wyglądają pod białym światłem” – mówi Anya Hurlbert, neurolog z University of Newcastle upon Tyne i recenzentka nowego artykułu . Kolor pamięci jest dobrą hipotezą i prawdopodobnie brzmi znajomo dla fotografów pod inną nazwą: balans bieli. „To ma sens z punktu widzenia psychologii”, mówi Hurlbert, „i to jest pomysł, że naukowcy zajmujący się wizją komputerową również zaczepili się i wykorzystali w szerokim zakresie algorytmy stałości kolorów, do korygowania odchylenia kolorów w obrazach”.

Inny pomysł, który wykorzystują również algorytmy wizji komputerowej, balansuje w kierunku koloru skóry. Teraz z jednej strony wydaje się to orzechowe, ponieważ ludzka skóra ma tak wiele kolorów. Ale w rzeczywistości nie – masz zakres od różowego do brązowego, z kilkoma żółtawymi odcieniami, ale wykreślony w przestrzeni kolorów, która odpowiada za odcień, nasycenie i nasycenie, ludzki kolor skóry skupia się dość mocno w porównaniu z ogólnym zakres możliwych kolorów. (W rzeczywistości zakres ten jest mniejszy, niż myślisz; w badaniach takich jak ten ludzie mają skłonność do postrzegania twarzy rasy kaukaskiej jako lżejszych i pochodzenia afrykańskiego, ciemniejszych niż są w rzeczywistości, mówiąc kolorystycznie).

Nowy artykuł sugeruje, że twarze są również ważne dla sposobu postrzegania kolorów przez ludzi. Fakt, że ludzie postrzegali twarze jako zielone pod niskociśnieniowym sodem, gdy tak naprawdę nie były zielone, sugeruje, że ludzki system wzrokowy przetwarza twarze inaczej niż cokolwiek innego. Badani rzeczywiście widzieli pojedyncze plamy skóry nie na twarzach aktorek jak kolory, które przewidziałeś. „Nie dowodzi, że używamy koloru skóry twarzy dla stałości koloru”, mówi Hurlbert, „ale dowodzi to, że widzimy kolor skóry twarzy inaczej niż w przypadku innych obiektów, więc możemy być bardziej skłonni do używania koloru skóry twarzy”.

Dwieście milionów lat temu ptaki i gady miały supermoce, z czterema czujnikami światła w ich oczach dostrojonymi do pokrycia widma, od czerwieni aż po ultrafiolet. Ale nasi mali przodkowie furball byli nocni i kolorowi. Dwa fotoreceptory do koloru – to wszystko.

Następnie, około 65 milionów lat temu, jedna linia ssaków – naczelne Starego Świata – uderzyła w mutacyjną kumulację. Otrzymali trzeci fotoreceptor. Nasze wspaniale urodzone babcie miały widzenie kolorów, jakie znamy. Czerwony alarm, pierwsza zieleń natury to złoto, nie ma powodu, by być żółtobrzuchy, tylko niebieskie niebo przed nami.

Ale dlaczego? Może to był owoc. Hipoteza ta mówi, że widzenie kolorów daje przewagę, gdy jesteś uroczą małpką szukającą dojrzałych owoców na tle zielonej roślinności. (Związana z tym hipoteza ludowa mówi, że poszukuje młodych, dojrzałych, jasnozielonych liści.) Ale fakty: istnieje inna hipoteza. Widzenie kolorów daje również korzyść, jeśli warto wiedzieć, kiedy ktoś się rumieni lub blady – aby móc odczytać zmiany emocjonalne. Conway mówi, że ta nowa praca zmierza w kierunku tego emocjonalnego kierunku, że zachowanie jest kluczem do widzenia kolorów, a ten kolor daje nam naczelne informacje nie tylko o tym, jak wyglądają rzeczy na świecie, ale o tym, jak się z nimi czujemy. Możesz rozpoznać obiekty bez koloru – czarno-biały obraz twoich dziadków nadal wygląda jak dziadkowie. „Nie potrzebujesz widzenia kolorów, aby powiedzieć, czym jest banan. Potrzebujesz wizji kolorów, aby stwierdzić, czy ci zależy – mówi Conway. „Wskazówki dotyczące luminancji mówią o tożsamości, a kolorowe wskazówki mówią o stanie zachowania”.

To jednak nie wyjaśnia, dlaczego twarze stały się zielone. Część odpowiedzi może być prosta, neurofizjologiczna. Ludzka siatkówka ma wiele skomplikowanych przewodów, ale tylko trzy rodzaje receptorów światła, z których każdy osiąga szczyt przy różnych długościach fali widma widzialnego – długie, średnie i krótkie. Przewody nerwowe siatkówki i mózgu wykonują wiele obliczeń, aby przekształcić te dane wejściowe w miliony kolorów, które widzimy, ale krótka wersja najpopularniejszej hipotezy mówi, że reakcje różnicowe w receptorach o długich długościach fali i tych o średniej długości fali mówią tam, gdzie kolor czegoś spada wzdłuż osi z czerwonego na niebiesko-zielony, z grubsza.

Teraz kolor twarzy jest mieszaniną wielu składników – między innymi barwnika melaniny, ilości i rodzaju tłuszczu pod skórą oraz przepływu krwi. Ale większość tych rzeczy nie zmienia się w krótkich ramach czasowych. Krew, która zwiększa zaczerwienienie, robi. Wydaje się więc, że oś czerwono-zielonkawa, ta, dla której koduje receptory o długiej fali i średniej długości fali, jest naprawdę dobra w wykrywaniu zmian w przepływie krwi. „To, co informuje twoją pamięć o twarzach lub wcześniejszym kolorze głowy, jest bardzo mocno związane z dynamicznymi kolorami skóry, które zmieniają się i mówią o stanie. Jak jesteś zdrowy, jak smutny, zły, chory, czy coś takiego – mówi Conway. „To staje się twoim białym punktem, w którym powinni być ludzie”.

Ktoś może być „zielony z zazdrości”, kiedy jest zazdrosny, lub „zielenią o skrzelach”, kiedy są obrzydliwi. Ale jeśli mierzysz widma światła odbijające się od ich twarzy, nie znajdziesz żadnego zielonego. Hipotetycznie, ich twarze stały się mniej czerwone, a ludzki system wizualny interpretuje to jako „zielone”. Tak właśnie myśli Conway, co dzieje się z twarzami pod niskim ciśnieniem sodu. Zaprzeczono podstawowym wskazówkom chromatycznym, dedykowanemu kanałowi w mózgu – który zajmuje się nie tylko kolorami, a nie tylko twarzami, ale w szczególności kolorami twarzy – wie, że coś poszło nie tak i widzi zombie. Kolory twarzy są tak ważne dla ogólnego sposobu, w jaki ludzie postrzegają świat, że kiedy coś zmienia ten percepcyjny kanał, nasze mózgi nazywają czerwony alarm. A może zielony alarm

Hurlbert mówi, że nie ma pewności, czy to dokładnie tak, ale nadal jest to ważny wynik. „Chodzi o to, że coś w naszym kolorze pamięci różni się od twarzy z naszego koloru pamięci dla innych obiektów w pomieszczeniu” – mówi. „Kiedy ten sygnał jest całkowicie zniszczony, jest nietypowy, więc kładziemy to poczucie nietypowości, nienormalności, na twarz i dlatego widzimy to jako zielone.

Kolorowi naukowcy wciąż nie wiedzą, jak mózg widzi kolor. Mają tendencję do myślenia, że ​​mózg musi mieć „centra kolorów” gdzieś w korze wzrokowej, a neurony kodują określone kolory lub zmiany wzdłuż konkretnych osi. Ale łącząc kolor z percepcją twarzy (wśród innych pomysłów), Conway sugeruje zupełnie inne podejście. Zrób to dobrze, a oświetlenie w szpitalach może ujawnić więcej na temat zdrowia danej osoby, lub światła i algorytmy widzenia maszynowego mogą lepiej radzić sobie z ludzkimi zmianami. Umieszczanie ludzi w pudełku, aby spojrzeć na rzeczy pod różnymi kolorowymi światłami, może zrobić coś więcej niż tylko wyjaśnić tajemnice koloru w mózgu – może również rozwiązać niektóre tajemnice koloru w kulturze.


Więcej świetnych opowiadań