Billedet ovenfor, "En søndag eftermiddag på øen La Grande Jatte, " blev malet i 1884 af den franske kunstner Georges Seurat. De sorte streger på tværs af det er ikke arbejdet for et lille barn, der udbryder ødelæggelse med en permanent markør, men af neurovidenskabsmand Robert Wurtz fra National Eye Institute i USA. For ti år siden bad han en kollega om at se på maleriet, mens han havde en kontaktlinselignende kontrast, der registrerede kollegas øjenbevægelser. Disse blev derefter oversat til graffiti, som du ser her.
Kunstelskere krider muligvis, men det er sandsynligt, at Seurat ville have været fascineret af denne udvidelse af hans arbejde. Bevægelsen Seurat startede med dette maleri - Neo-impressionisme - hentede inspiration fra den videnskabelige undersøgelse af, hvordan vores vision fungerer. Særligt indflydelsesrig var den banebrydende forskning af Hermann von Helmholtz, en tysk læge, fysiker og filosof og forfatter af en seminal bog fra 1867, Håndbog for fysiologisk optik, på den måde, vi opfatter dybde, farve og bevægelse.
Et af de spørgsmål, der besatte Helmholtz, og muligvis Seurat, er hvorfor vi ikke opfatter de konstante øjenbevægelser, vi foretager, når vi scanner vores omgivelser (eller en malet repræsentation af dem). Overvej, at linjerne ovenfor blev tegnet på kun tre minutter. Hvis vi så alle disse bevægelser, mens vi lavede dem, ville vores syn på verden være en slør af konstant bevægelse. Som Wurtz og hans italienske kolleger Paola Binda og Maria Concetta Morrone forklarer i to artikler i den årlige gennemgang af Vision Science, er der meget, vi ved om, hvorfor det ikke sker - og endnu mere at lære.
En kort film med en øjenfremstilling af saccader, vist i langsom bevægelse (Weekendvej via Giphy) Begyndende med det grundlæggende: De eneste ting, vi nogensinde kan håbe at se, er dem, der sender eller reflekterer lys mod vores øjne, hvor det kan ende med at ramme nethinden, et lag af nervevæv, der dækker de bagerste to tredjedele af det indre øjeæble . Der oversættes det komplekse billede af hvad vi ser på først til aktivitet af individuelle lysfølsomme fotoreseptorceller. Dette mønster overføres derefter til en række neuroner i nethinden, der specifikt reagerer på bestemte farver, former, orienteringer, bevægelser eller kontraster. De signaler, de producerer, sendes op til hjernen gennem synsnerven, hvor de fortolkes og sættes sammen igen i en progression af specialiserede områder i den visuelle cortex.
Endnu for at overføre alle de oplysninger, der når vores nethinde ved den opløsning, vi er vant til, ville det kræve en synsnerv med omtrent diameteren af en elefantstamme. Da det ville være temmelig uhåndterligt, giver kun et lille område af nethinden - kaldet fovea - denne form for opløsning. Så for at give alle de interessante træk i vores miljø deres øjeblik i det foveale rampelys, bevæger vi vores øjne rundt - meget - i dart, som forskere kalder saccader. (Fransk for "rykker", blev ordet opfundet i 1879 af den franske øjenlæge Émile Javal.) Saccades styres af det, vi er opmærksomme på, selvom vi ofte lykkelig uvidende om dem.
Denne illustration, der skitserer grundstrukturen i øjet, viser, hvor fovea - hvor billeder gengives i høj opløsning - er placeret. Øjestykker, der kaldes saccader, giver forskellige dele af en scene mulighed for at komme ind i foveaens synslinie. (Cancer Research UK / Wikimedia Commons / Knowable Magazine) Der er en række grunde til, at disse bevægelser ikke forvandler vores syn på verden til en slør af bevægelse. Den ene er, at de mest markante ting i vores synsfelt kan gøre os blinde for andre stimuli, der er flygtige og svage: Objekter, der er tydelige i syne, når vores øjne ikke bevæger sig, vil sandsynligvis gøre et mere levende indtryk end sløret i mellem. Forskere omtaler dette fænomen som visuel maskering, og det menes at være meget almindeligt i virkelige situationer, hvor der foregår meget på samme tid.
Hvis forskere opstiller eksperimenter på en måde, der undgår denne visuelle maskering, afslører det, at vores hjerner kan opfatte de mindre synlige ting. Dette kan gøres, forklarer Morrone ved ikke at vise mennesker andet end meget svage og kortvarige visuelle stimuli på en ellers tom baggrund. Under disse forhold kan overraskende ting ske. Når forskere opretter en bevægelse, der ligner meget det, vi normalt skal opfatte, når vi laver en saccade, ved hurtigt at bevæge et spejl rundt om folks øjne, rapporterer disse mennesker at se bevægelse - og de synes det ofte er foruroligende. Da vi ikke bemærker vores konstante saccader, antyder dette, at hjernen specifikt undertrykker de signaler, der når vores nethinde, mens en saccadisk øjenbevægelse er i gang. Og eksperimenter har faktisk vist, at hvis der vises noget under en saccade, kan vi muligvis savne det helt.
Men undertrykkelse forklarer ikke tilstrækkeligt, hvorfor billedet i vores sinds øje er så stabilt. Hvis vi skulle se vores omgivelser fra en vinkel, så ikke se noget, og pludselig se det fra en anden vinkel, ville det stadig være foruroligende. I stedet for, som Wurtz og andre har vist, sker der en slags omlægning, også før vi bevæger os. I eksperimenter med makaker, der blev trænet til at fremstille forudsigelige saccader, skiftede hjerneceller, der modtager signaler fra et bestemt sted i nethinden, fra at reagere på de ting, der i øjeblikket er der, til ting, der kun ville dukke op efter saccaden. Og det skete, før aberne bevægede deres øjne. På denne måde, mener Wurtz, erstattes det aktuelle billede gradvist af det fremtidige.
Så hvordan ved disse hjerneceller på forhånd, at en saccade er på vej? Forskere teoretiserede i mange år, at dette ville kræve, at de modtager et ekstra signal fra hjerneområdet, der giver kommandoen for øjenbevægelse. Og de har vist, at sådanne signaler forekommer, når de kommer til områder i hjernen, der er involveret i koordinering af det, vi ser, og hvor vi skal se næste. Wurtz og andre mener, at denne form for signal skubber hjerneceller til at begynde at reagere på ting, som deres del af nethinden først vil se efter saften.
Georges Seurat var sammen med andre kunstnere i sin tid interesseret i arbejdet med menneskelig visuel opfattelse. (Wikimedia Commons / Public Domain / Gif by Knowable) Alt dette virker sandsynligvis næsten nøjagtigt på samme måde hos mennesker, som det gør hos aber. Men hvis du spørger folk, hvad de ser lige før en saccade, som Morrone og Binda har gjort, rapporterer de ikke om en gradvis udskiftning af det ene billede af det andet, før deres øjne bevæger sig. I stedet er alt, hvad de vises i en periode på 100 millisekunder, lige før saften først bliver synlig, når saften er afsluttet. Resultatet af denne forsinkelse er, at stimuli, der optræder på forskellige tidspunkter inden for den korte periode, inden saccaden, alle kan opfattes på samme tid - 50 millisekunder, efter at den er slut.
Og hvis disse stimuli er tilstrækkeligt ens, kan de opfattes som smeltet sammen til en ting, selv når de blev vist på lidt forskellige tidspunkter eller steder før øjenbevægelserne. Binda og Morrone ringer til dette tidsvindue lige inden saften forvirrer perioden. De ting, vi ser, kan bogstaveligt talt forveksles - smeltes sammen - af vores vision og derefter mere konventionelt forvirrede - forveksles med hinanden - i vores sind.
I det virkelige liv kan denne fusion af lignende elementer på tværs af rum og tid under saccader faktisk hjælpe med at forhindre forvirring, fordi kontinuiteten hjælper os med at forstå, at ting, vi så før og efter en saccade, er de samme, selv om de er flyttet, eller hvis lyset er skiftet. Så selvom mekanismen kan virke slurv, mener Binda og Morrone, at denne slurhed normalt fungerer til vores fordel.
En lignende form for ønskelig upræcision kan være det, der giver os mulighed for at nyde Seurats maleri i første omgang. I stedet for en måske mere nøjagtig opfattelse af farverige samlinger af forskellige prikker, dukker en smuk søndag eftermiddag op. Hatte dertil - eller som franskmændene ville sige: "Chapeau!"
Knowable Magazine er en uafhængig journalistisk indsats fra årlige anmeldelser. 
