ภาพลวงตา (Optical Illusions) หมายถึง ภาพที่ทำให้ความสามารถในการรับรู้และแปลความหมายของสิ่งที่มองเห็นผิดเพี้ยนไปจากความเป็นจริงหรือทำให้มองเห็นในรูปแบบที่แตกต่างจากความเป็นจริง โดยการมองเห็นภาพลวงตานั้นเป็นผลมาจากวิวัฒนาการด้านการประมวลผลภาพของสมอง

ภาพที่ 1 ผึ้ง
ที่มา designerpoint/Pixabay

           ภาพลวงตาทำให้เรามองเห็นตึกสูงระฟ้าที่อยู่ไกลออกไป ดูเล็กลงคล้ายแบบจำลองโครงสร้างอาคารสามมิติ ข้อมูลบริบทจึงเป็นข้อมูลสำคัญที่ช่วยให้ทราบว่า ในความเป็นจริงแล้วสิ่งปลูกสร้างนั้นมีความสูง  

           หากถามว่า มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตเพียงชนิดเดียวที่มองเห็นภาพลวงตาหรือไม่ ? การศึกษานี้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่า ผึ้งตัวน้อยก็สามารถมองเห็นภาพลวงตาได้เช่นเดียวกับมนุษย์ ทั้งนี้ผลการศึกษายังช่วยให้เข้าใจถึงวิวัฒนาการของการมองเห็นภาพลวงตาในสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์อื่นๆ ด้วย

มนุษย์มองเห็นภาพลวงตาได้อย่างไร?

           มนุษย์มองเห็นโดยการเรียนรู้ที่จะเห็น สมองของมนุษย์มีการพัฒนากลไกในมองหาความสัมพันธ์ของข้อมูล เพื่อนำความสัมพันธ์นั้นมาจับคู่ให้ความหมาย โดยมีปฏิสัมพันธ์กับข้อมูลบริบทแวดล้อมจนเกิดเป็นกระบวนการรับรู้ ซึ่งวิธีการที่แตกต่างกันที่ระบบมองเห็นประมวลผลและเกิดเป็นภาพลวงตานั้น ช่วยให้เข้าใจเกี่ยวกับกระบวนการรู้คิดและการมองเห็นได้มากขึ้น

          มนุษย์มองเห็นภาพลวงตาต่างๆ มากมาย เช่น ภาพลวงตาที่เกิดจากการหักเหของแสง (Mirages) ภาพลวงตาที่เกี่ยวข้องกับขนาด รูปร่าง ความยาว หรือแม้กระทั่งสี เป็นต้น ทั้งนี้ภาพลวงตาจัดเป็นความผิดพลาดในการรับรู้ของมนุษย์ ซึ่งเป็นข้อมูลที่ช่วยให้ในการทำความเข้าใจรูปแบบในการประมวลผลจากการมองเห็นทั้งในมนุษย์และสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์อื่น ๆ โดยตัวอย่างภาพลวงตาที่ถูกใช้สำหรับการศึกษาอย่างกว้างขวางในมนุษย์ คือภาพลวงตาทางเรขาคณิต (Geometric illusions) อย่างภาพลวงตาเอ็บบิงก์เฮาส์ (Ebbinghaus illusion)

ภาพที่  2 Ebbinghaus illusion เป็นภาพลวงตาที่ข้อมูลบริบทแวดล้อมที่แตกต่างกัน
สามารถทำให้มองเห็นวัตถุที่มีขนาดเท่ากัน มีขนาดแตกต่างกันได้
ที่มา https://en.wikipedia.org/wiki/Ebbinghaus_illusion

          มนุษย์โดยทั่วไปสามารถรับรู้สิ่งต่างๆ ในโลกได้โดยใช้การประมวลผลข้อมูลองค์รวม (Global processing) ซึ่งเป็นแนวโน้มในการประมวลผลภาพโดยรวมของฉากมากกว่าการแยกประมวลผลรายละเอียดของแต่ละองค์ประกอบที่เฉพาะเจาะจง (Local processing) ซึ่งการประมวลผลข้อมูลองค์รวมนั้นส่งเสริมการรับรู้ภาพลวงตา ในขณะที่การประมวลผลที่เฉพาะเจาะจงไม่มีความเกี่ยวข้อง

          ความสามารถในการรับรู้ภาพลวงตาหลอกขนาดยังแตกต่างกันไปในสัตว์มีกระดูกสันหลังสายพันธุ์อื่น ๆ โดยการศึกษาก่อนหน้ามีข้อมูลระบุว่า โลมาปากขวด (Bottlenose dolphins), นกบาวเวอร์ (Bower Bird), ไก่เลี้ยง (Domestic chick) และปลาปลาเรดเทลสพลิทฟิน (Redtail splitfins) มองเห็นภาพลวงตาเอ็บบิงก์เฮาส์ได้เช่นเดียวกับมนุษย์   อย่างไรก็ตามสัตว์จำพวกนกพิราบ สุนัขบ้าน และไก่แจ้ (Bantam) มองเห็นในลักษณะของภาพลวงตากลมกลืน (Assimilation illusion) ในขณะที่ลิงบาบูน (Baboon) ไม่เข้าใจภาพลวงตาเหล่านั้น  และเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับการมองเห็นภาพลวงตาที่แตกต่างกันในสายพันธุ์ที่ของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน รวมถึงวิธีที่แมลงที่มีสมองขนาดเล็กมองเห็นภาพลวงตา นักวิทยาศาสตร์จึงพัฒนารูปแบบการทดลองโดยใช้ผึ้ง (Honeybee) เป็นกลุ่มตัวอย่าง

เหตุผลที่สัตว์รับรู้ภาพลวงตาได้แตกต่างกัน

         เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่สัตว์หลายชนิดมองเห็นภาพลวงตาเอ็บบิงก์เฮาส์ได้เหมือนกับมนุษย์ แต่ก็มีคำถามมากมายเช่นกันในสิ่งมีชีวิตที่เห็นต่าง ทีมวิจัยจึงได้ทำการศึกษาระเบียบวิธีวิจัย (Methodology) ก่อนหน้า เพื่อแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างเหล่านั้น ซึ่งจากหนึ่งตัวอย่างการศึกษาพบว่า นกพิราบ ไก่แจ้ และสุนัขเลี้ยง มองเห็นภาพลวงตาได้ในระยะประชิด กล่าวคือ สุนัขได้สัมผัสกับตัวเลือกที่ถูกต้องด้วยจมูกของเขา และนกสามารถจิกตัวเลือกที่ถูกต้องได้ ดังนั้นอาจมีความเป็นไปได้ที่ข้อจำกัดในเรื่องของระยะห่างในการมองเห็นจะส่งผลต่อความแตกต่างในรับรู้ภาพลวงตาที่ทำให้การรับรู้ขนาดผิดเพี้ยนไป ด้วยความรู้ดังกล่าว ทีมงานวิจัยจึงได้ทดสอบผึ้งโดยใช้เงื่อนไข 2 ข้อดังนี้

• ระยะห่างในการมองเห็นที่ไม่ถูกจำกัด โดยผึ้งสามารถบินได้อย่างอิสระในระยะห่างจากภาพลวงตาหลอกขนาดก่อนการตัดสินใจ
• ระยะห่างในการมองเห็นที่ถูกจำกัด โดยผึ้งจะสามารถมองภาพและตัดสินใจเกี่ยวกับภาพลวงตาได้ในระยะห่างที่ถูกกำหนดไว้

         ผึ้งเป็นสิ่งมีชีวิตในสายพันธุ์ที่มีความสำคัญสำหรับการทดสอบการมองเห็นและการรับรู้ เนื่องด้วยเข้าถึงได้ง่ายในการฝึกอบรมและช่วยให้สามารถวิเคราะห์เปรียบเทียบกับสัตว์มีกระดูกสันหลังได้อย่างมีประสิทธิภาพ

        ก่อนการทดลอง นักวิจัยได้มีการฝึกฝนผึ้งให้เลือกสิ่งเร้าขนาดใหญ่และเล็ก โดยสิ่งเร้าที่นักวิจัยใช้ในการทดลองนั้นมีพื้นฐานมาจากภาพลวงตา Delboeuf illusion ซึ่งเป็นภาพสี่เหลี่ยมสีดำขนาดใหญ่บนพื้นหลังสี่เหลี่ยมสีขาว และภาพสี่เหลี่ยมสีดำขนาดเล็กบนพื้นหลังสีขาว และทดสอบการตัดสินใจของผึ้งในการเลือกภาพลวงตาจากบริบทที่แตกต่างกันภายใต้เงื่อนไขของระยะห่างในการมองเห็นที่ถูกจำกัดและไม่จำกัด และจากการทดลองพบว่า ผึ้งที่อยู่ภายใต้เงื่อนไขของระยะห่างการมองเห็นที่ไม่ถูกจำกัดสามารถรับรู้ภาพลวงตาได้ ในขณะที่ผึ้งที่อยู่ภายใต้เงื่อนไขของระยะห่างที่ถูกจำกัดไว้จะไม่สามารถมองเห็นภาพลวงตาที่ลวงการรับรู้เกี่ยวกับขนาด

ภาพที่ 3 แบบฝึกการมองเห็นภาพลวงตาของผึ้งและแบบทดสอบในการทดลอง
ที่มา https://theconversation.com/which-square-is-bigger-honeybees-see-visual-illusions-like-humans-do-87673

         ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า การรับรู้ขนาดขึ้นอยู่กับเงื่อนไขในการมองเห็น ทั้งนี้ผลการศึกษายังอาจช่วยอธิบายในแง่ของวิวัฒนาการในการประมวลผลเกี่ยวกับการมองเห็นของสิ่งมีชีวิตได้

Delboeuf illusion เป็นภาพลวงตาทางเรขาคณิตอีกตัวอย่างหนึ่งที่มีความคล้ายคลึงกับภาพลวงตาเอ็บบิงก์เฮาส์ ซึ่งตัวอย่างที่เข้าใจง่ายของภาพลวงตาประเภทนี้เป็นภาพลวงตาของอาหารบนจาน โดยภาพลวงตาดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะทำให้อาหารในปริมาณที่เท่ากันดูน้อยเมื่อวางบนจานขนาดใหญ่และมีปริมาณมากเมื่อวางบนจานขนาดเล็ก 

ภาพที่ 4 Delboeuf illusion
ที่มา https://en.wikipedia.org/wiki/Delboeuf_illusion

อะไรคือเหตุผลสำหรับวิวัฒนาการในการมองเห็น?

         ภาพลวงตามีประโยชน์ เนื่องจากช่วยให้เราสามารถประมวลผลฉากที่ซับซ้อนเข้ากับข้อมูลหลายส่วน  และกลายเป็นภาพรวมโดยใช้บริบทแวดล้อมเป็นตัวช่วยในการรับรู้  อีกหนึ่งคำอธิบายสำหรับคำถามที่ว่า ทำไมชนิดสิ่งมีชีวิตในสายพันธุ์ที่แตกต่างกันอย่างมนุษย์และผึ้งจึงมองเห็นภาพลวงตาได้เช่นเดียวกันนั้น เป็นเพราะบรรพบุรุษมีความสามารถนี้ และรักษาไว้จนตลอดวิวัฒนาการ อย่างไรก็ตาม มีโอกาสอย่างมากที่วิวัฒนาการของการรับรู้ภาพลวงตาเป็นผลมาจากวิวัฒนาการแบบเบนเข้า (Convergent evolution) ซึ่งเป็นวิวัฒนาการในแบบที่สิ่งมีชีวิตที่ไม่ได้มีบรรพบุรุษร่วมกันมีลักษณะที่วิวัฒนาการได้ผลที่คล้ายคลึงกัน

        ทั้งนี้ความสามารถของผึ้งในการรับรู้ภาพลวงตาหลอก ขนาดในสภาพแวดล้อมที่สามารถบินได้อย่างอิสระมีผลต่อวิวัฒนาการของดอกไม้ กล่าวคือ ดอกไม้อาจมีการพัฒนาเพื่อใช้ประโยชน์จากความสามารถของผึ้งในการมองเห็นภาพลวงตาที่ทำให้พื้นที่ของน้ำหวานจากเกสรดอกไม้ดูน่าสนใจมากขึ้น  ซึ่งดอก Wurmbea เป็นหนึ่งในประเภทของดอกไม้ที่มีคุณสมบัติของภาพลวงตาคอยล่อผึ้งให้เข้ามาผสมเกสร

         อย่างไรก็ดี ผลศึกษาที่สำคัญจากการศึกษาครั้งนี้คือ บริบทแวดล้อมสามารถทำให้ฉากต่างๆ แตกต่างไปจากความเป็นจริงได้ ซึ่งนั่นเป็นสิ่งที่ต้องคำนึงถึงเมื่อต้องทำงานเกี่ยวกับการมองเห็นในมนุษย์หรือสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์อื่น ๆ

แหล่งที่มา

Scarlett R. Howard,Aurore Avargue`s-Weber, Jair E. Garcia, Devi StuartFox and Adrian G. Dyer. Perception of contextual size illusions by honeybees in restricted and unrestricted viewing conditions. Proc Biol Sci. 2017; 284.

Scarlett Howard and Adrian Dyer. (2017, 22 November). Which square is bigger? Honeybees see visual illusions like humans do
          Retrieved December 30, 2017,
          from https://theconversation.com/which-square-is-bigger-honeybees-see-visual-illusions-like-humans-do-87673

Ebbinghaus illusion.
          Retrieved December 30, 2017,
          from https://en.wikipedia.org/wiki/Ebbinghaus_illusion

Optical illusion.
          Retrieved December 30, 2017,
          from https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_illusion

Beau Lotto. (2017, 22 November). Optical illusions show how we see.
          Retrieved December 30, 2017,
          from https://www.ted.com/talks/beau_lotto_optical_illusions_show_how_we_see

Global Versus Local Processing.
          Retrieved December 30, 2017,
          from https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-0-387-79948-3_735