Темные объекты на светлом фоне кажутся меньше, чем светлые на темном, из-за различий в работе нейронов сетчатки, распознающих темное и светлое, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Science.

Оптическая иллюзия, из-за которой светлые предметы кажутся больше, а темные меньше, хотя на самом деле их размеры совпадают, известна давно. Дизайнеры одежды знают, что

благодаря этому темная одежда стройнит, а верстальщики — что черные буквы на белом фоне читать легче, чем наоборот. Ученых эта иллюзия также занимает уже давно: еще Галилео Галилей, наблюдая за планетами, заметил, что соотношение их размеров отличается, если смотреть на них в телескоп и невооруженным глазом.

Енс Кремков (Jens Kremkow) из Государственного университета Нью-Йорка (США) и его коллеги исследовали ответ нейронов сетчатки на темные и светлые визуальные стимулы. Они обнаружили, что иллюзия возникает из-за различий в работе нейронов, обрабатывающих визуальный сигнал.

Биполярные нейроны сетчатки проводят сигнал от фоторецепторов — клеток, которые преобразуют волны света в нервные импульсы — к ганглионарным клеткам, которые затем доставляют информацию в кору головного мозга.

Биполярные нейроны делятся на так называемые ON и OFF разновидности. Первые реагируют на светлые объекты на темном фоне, вторые, наоборот, — на темные объекты на ярком фоне.

Ученые обнаружили, что

активность OFF-нейронов плавно растет в соответствии с контрастом объекта и фона, в то время как даже небольшие изменения в яркости светлых объектов приводят к тому, что активность ON-нейронов чрезмерно подскакивает. Эту асимметрию ученые наблюдали у кошек, обезьян и людей по активности участков зрительной коры головного мозга, которые принимают сигналы от биполярных нейронов.

«Асимметрия ON и OFF нейронных ответов дает нейрофизиологическое объяснение почти четырехсотлетней загадке, восходящей к Галилею», — заключают ученые.