Zoals we al hebben besproken, de kleuren die we als rood waarnemen, groente, geel, verbrande sienna enzovoort zijn het resultaat van gereflecteerd licht dat wordt gedetecteerd door kegeltjes in onze ogen en vervolgens wordt verwerkt door onze hersenen. Om te begrijpen waarom zogenaamde onmogelijke kleuren de regels van visuele waarneming overtreden, we moeten meer begrijpen over hoe onze kegeltjes en onze hersenen op elkaar inwerken.

Elk van je ogen bevat ongeveer 6 miljoen kegeltjes geconcentreerd in het midden van het netvlies [bron:Pantone]. Deze kegeltjes zijn er in drie verschillende golflengten:kort, middellang en lang. Wanneer een kegel een sterk signaal ontvangt in zijn golflengtegebied, het stuurt elektrische impulsen naar de hersenen. Het is de taak van de hersenen om de miljoenen elektrische signalen van elke kegel te combineren om een ​​samengesteld "beeld" van de ware kleur te creëren.

De hersenen, natuurlijk, is geen computer, maar heeft zijn eigen complexe klomp zeer gespecialiseerde cellen. De cellen die verantwoordelijk zijn voor het verwerken van de elektrische signalen van de kegels worden genoemd tegenstander neuronen [bron:Wolchover]. Er zijn twee soorten tegenstander-neuronen die zich in de visuele cortex van de hersenen bevinden:rood-groene tegenstander-neuronen en blauw-gele tegenstander-neuronen.

Deze hersencellen worden tegenstander-neuronen genoemd omdat ze op een binaire manier functioneren:de rood-groene tegenstander-neuron kan rood of groen signaleren, maar niet allebei. En het blauwgele neuron van de tegenstander kan blauw of geel signaleren, maar niet allebei.

Als je naar een puur geel beeld kijkt, het gele gedeelte van het blauwgele tegenstander-neuron wordt geëxciteerd en het blauwe gedeelte wordt geremd. Schakel over naar een puur blauwe afbeelding en het blauwe gedeelte van het neuron van de tegenstander wordt opgewonden en het geel wordt geremd. Stel je nu voor dat je probeert een afbeelding te zien die tegelijkertijd even blauw en geel is. De neuronen van de tegenstander kunnen niet tegelijkertijd opgewonden en geremd worden.

Dat, mijn vriend, daarom is blauw-geel een onmogelijke kleur. Hetzelfde geldt voor rood-groen. Je zou kunnen zeggen, "Wacht even, Ik weet precies hoe geel en blauw er samen uitzien - het is groen! En rood en groen maken een soort modderig bruin, toch?" Leuk geprobeerd, maar dat is het resultaat van het mengen van twee kleuren, geen enkel pigment dat even blauwgeel of even roodgroen is.

Experimenten met onmogelijke kleuren

Helemaal terug in 1801, lang voordat wetenschappers iets wisten van kegeltjes en neuronen, De Engelse arts Thomas Young theoretiseerde dat het menselijk oog drie soorten kleurreceptoren heeft:blauw, groen en rood. Young's trichromatische kleurentheorie in de jaren zestig gelijk bleek te hebben, toen werd ontdekt dat kegels (genoemd naar hun vorm) een speciale gevoeligheid hadden voor blauw, groen en rood licht [bron:Nassau].

De tegenstander-theorie van kleurperceptie bestaat al sinds de jaren 1870, toen de Duitse fysioloog Ewald Hering voor het eerst postuleerde dat onze visie werd bepaald door de kleuren van de tegenstander:rood versus groen en blauw versus geel. De theorie van de tegenstander van Hering wordt ondersteund door het feit dat er geen kleuren zijn die kunnen worden omschreven als roodachtig groen of geelachtig blauw, maar elke andere kleur in het zichtbare spectrum kan worden gecreëerd door rood of groen gereflecteerd licht te combineren met geel of blauw [bron:Billock en Tsou].

Zowel de trichromatische kleurtheorie als de tegenstandertheorie werden meer dan een eeuw lang behandeld als onveranderlijke waarheden van kleurperceptie. Bij elkaar genomen, de twee theorieën beweren dat het voor het menselijk oog of de menselijke geest onmogelijk is om bepaalde kleuren waar te nemen die worden beschreven als rood-groen of blauw-geel.

Dankbaar, er zijn altijd een paar malafide wetenschappers die graag de mogelijkheden verkennen. In het begin van de jaren tachtig, visuele wetenschappers Hewitt Crane en Thomas Piantanida ontwierpen een experiment met als doel de hersenen te misleiden om onmogelijke kleuren te zien.

In het experiment van Crane en Piantanida, proefpersonen kregen de opdracht om naar een afbeelding van twee aangrenzende stroken rood en groen te staren. De hoofden van de proefpersonen werden gestabiliseerd met een kinsteun en hun oogbewegingen werden gevolgd door een camera. Met elke kleine beweging van de ogen van een onderwerp, het rode en groene beeld werd automatisch aangepast zodat de blik van het onderwerp gefixeerd bleef op de tegenovergestelde kleuren [bron:Billock en Tsou].

De resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Science in 1983, waren geestverruimend. Als mensen lang genoeg naar aangrenzende tegengestelde kleuren staarden, de grens tussen hen zou verdwijnen en er zou een nieuwe "verboden" kleur ontstaan. De resulterende kleur was zo nieuw dat proefpersonen grote moeite hadden om het zelfs te beschrijven [bron:Wolchover].

Door het beeld te stabiliseren om oogbewegingen te volgen, Crane en Piantanida theoretiseerden dat verschillende delen van het oog continu in verschillende golflengten van licht baadden, waardoor sommige neuronen van de tegenstander opgewonden raken en andere tegelijkertijd worden geremd.

Vreemd, Het experiment van Crane en Piantanida werd afgedaan als een salontruc. en verschillende andere visiewetenschappers slaagden er niet in om dezelfde dramatische resultaten te bereiken. Pas in de 21e eeuw kregen onmogelijke kleuren een tweede leven.

Onmogelijke kleuren zien

Toen teams van onderzoekers de revolutionaire experimenten van Crane en Piantanida probeerden na te maken met onmogelijke kleuren, ze kwamen vaak met teleurstellende resultaten. In plaats van gloednieuwe tinten groen-rood of blauw-geel te zien, onderwerpen beschreven de gemengde kleur het vaakst als modderbruin [bron:Wolchover]. Anderen zouden groene velden zien met gepixelde rode stippen eroverheen. Onmogelijke kleuren werden een wetenschappelijke grap.

Maar anno 2010 onmogelijke kleuren waren terug in de krantenkoppen. Deze keer, een paar visuele onderzoekers van de Wright-Patterson Air Force Base in Ohio, geloofden dat ze hadden vastgesteld waarom Crane en Piantanida waren geslaagd waar anderen hadden gefaald.

In een Scientific American-artikel, biofysici Vincent Billock en Brian Tsou identificeerden de combinatie van eye-tracking en luminantie (helderheid) als de sleutel om de hersenen te misleiden om onmogelijke kleuren te zien [bron:Billock en Tsou].

Billock en Tsou voerden hun eigen experimenten uit waarbij proefpersonen opnieuw werden vastgebonden aan een kinsteun en gevolgd door de nieuwste retinale volgtechnologie. Met de beelden gestabiliseerd op de oogbewegingen van de onderwerpen, Billock en Tsou speelden met de helderheid of luminantie van de twee tegengestelde kleurstrepen.

Als er een verschil in helderheid was, de proefpersonen ervoeren de gepixelde kleuren die in eerdere experimenten werden gerapporteerd. Maar als de twee kleuren equiluminant waren - precies dezelfde helderheid - dan zagen zes van de zeven waarnemers onmogelijke kleuren [bron:Billock en Tsou]. Nog beter, twee van hen konden de nieuwe kleuren nog uren in hun hoofd zien nadat het experiment was afgelopen.

Kun jij jezelf trainen om onmogelijke kleuren te zien? Hoewel weinigen van ons een netvliesstabilisator in de kelder hebben, er zijn enkele eenvoudigere oefeningen die de hersenen tijdelijk kunnen misleiden om het verbodene te zien. De eenvoudigste is om te staren naar een afbeelding van twee tegenover elkaar liggende gekleurde vierkanten, elk met een wit plusteken in het midden. Ontspan en kruis je ogen totdat de twee plustekens samensmelten tot één [bron:Wilkins]. Wat zie je?

Veel meer informatie

Opmerking van de auteur:Hoe onmogelijke kleuren werken

Laten we even stilstaan ​​bij het wonder dat kleurenzien is. Het dierenrijk heeft de biologische technologie ontwikkeld om subtiele variaties in de energiegolflengten van gereflecteerd licht te detecteren en die gegevens te vertalen naar 3D-kleurenbeelden. Er wordt geschat dat mensen maar liefst 10 miljoen verschillende kleuren kunnen zien. Waarom hebben we dit vermogen in godsnaam ontwikkeld; zodat Crayola een pakje kleurpotloden van 10 miljoen kon uitbrengen? Sommige evolutionaire biologen geloven dat trichromaatkleurenvisie is geëvolueerd in primaten om ons te helpen kleurrijke bessen te herkennen. Andere dieren hebben ogen en hersenen die verder kunnen kijken dan het zichtbare spectrum. Honingbijen kunnen zien in infrarood. Vlinders en sommige vissen nemen ultraviolet licht waar. Het bestaan ​​van onmogelijke kleuren doet je afvragen wat er nog meer is dat we niet kunnen zien ... nog.

gerelateerde artikelen

• Hoe licht werkt
• Hoe kleur werkt
• Hoe 3D-brillen werken
• Hoe hologrammen werken
• Hoe Mirages werken
• Wat zijn de kleuren in het zichtbare lichtspectrum?

bronnen

• Bill, Vincent A.; Tsou, Brian H. "'Onmogelijke' kleuren:zie tinten die niet bestaan." Wetenschappelijke Amerikaan. februari 2010 (30 mei, 2015) https://www.scientificamerican.com/article/seeing-forbidden-colors/
• Nassau, Kurt. "Kleur." Encyclopaedia Britannica (30 mei, 2015) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/126658/colour/
• Pantone. "Hoe zien we kleur?" (30 mei, 2015) http://www.pantone.com/pages/pantone/Pantone.aspx?pg=19357&ca=29
• Wilkins, Alasdair. "Train jezelf om onmogelijke kleuren te zien." io9. 9 december 2010 (30 mei, 2015) http://io9.com/5710434/train-yourself-to-see-impossible-colors
• Wolchover, Natalie. "Rood-Groen &Blauw-Geel:de verbluffende kleuren die je niet kunt zien." Levende wetenschap. 17 januari, 2012 (30 mei, 2015) http://www.livescience.com/17948-red-green-blue-yellow-stunning-colors.html