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

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

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

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

Dat, mijn vriend, is de reden waarom blauwgeel een onmogelijke kleur is. Hetzelfde geldt voor roodachtig groen. Je zou kunnen zeggen:"Wacht even, ik weet precies hoe geel en blauw er samen uitzien:het is groen! En rood en groen vormen een soort modderig bruin, toch?" Leuk geprobeerd, maar dat is het resultaat van het mengen van twee kleuren, en niet één pigment dat even blauwgeel of even roodgroen is.

Experimenten met onmogelijke kleuren

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

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

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

Gelukkig zijn er altijd een paar malafide wetenschappers die graag de grenzen van de mogelijkheden verkennen. Begin jaren tachtig ontwierpen visuele wetenschappers Hewitt Crane en Thomas Piantanida een experiment met als doel de hersenen te misleiden zodat ze onmogelijke kleuren konden zien.

In het experiment van Crane en Piantanida kregen proefpersonen de opdracht om naar een beeld te staren van een verticale rode streep grenzend aan een verticale groene streep. De hoofden van de proefpersonen werden gestabiliseerd met een kinsteun en hun oogbewegingen werden gevolgd door een camera. Bij elke kleine oogbeweging van een onderwerp werd het rode en groene beeld automatisch aangepast, zodat de blik van het onderwerp gefixeerd bleef op de tegengestelde kleuren.

De resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Science in 1983, waren verbluffend. Als mensen lang genoeg naar aangrenzende, tegengestelde kleuren zouden staren, zou de grens ertussen oplossen en zouden er nieuwe ‘verboden’ of onmogelijke kleuren ontstaan. De resulterende kleur was zo nieuw dat proefpersonen grote moeite hadden om deze zelfs maar te beschrijven [bron:Wolchover].

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

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

Hoe onmogelijke kleuren te zien

Toen teams van onderzoekers de revolutionaire experimenten van Crane en Piantanida met onmogelijke kleuren probeerden na te bootsen, kwamen ze vaak met teleurstellende resultaten. In plaats van gloednieuwe tinten groenachtig rood of blauwachtig geel te zien, beschreven proefpersonen de gemengde kleur het vaakst als modderbruin [bron:Wolchover]. Anderen zagen groene velden met verspreide rode stippen. Onmogelijke kleuren werden een wetenschappelijke grap.

Maar in 2010 waren onmogelijke kleuren weer in het nieuws. Deze keer geloofden een paar visuele onderzoekers van de Wright-Patterson luchtmachtbasis in Ohio dat ze hadden vastgesteld waarom Crane en Piantanida waren geslaagd waar anderen hadden gefaald.

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

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

Als er een verschil in helderheid was, ervoeren de proefpersonen de gepixelde kleuren die in eerdere experimenten waren gerapporteerd. Maar als de twee zelfverlichtende kleuren gelijkwaardig waren – precies dezelfde helderheid – dan zagen zes van de zeven waarnemers onmogelijke kleuren. Nog beter:twee van hen konden de nieuwe kleuren nog urenlang in hun hoofd zien nadat het experiment voorbij was.

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

Veel meer informatie

Noot van de auteur:hoe onmogelijke kleuren werken

Laten we even de tijd nemen om het wonder van kleurenzien te waarderen. 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 vredesnaam ontwikkeld; zodat Crayola een pakje kleurpotloden ter waarde van 10 miljoen kon uitbrengen? Sommige evolutionaire biologen geloven dat het trichromaat-kleurenzicht bij primaten is geëvolueerd om ons te helpen kleurrijke bessen te herkennen. Andere dieren hebben ogen en hersenen die verder kunnen kijken dan het zichtbare spectrum. Honingbijen kunnen in infrarood zien. Vlinders en sommige vissen nemen ultraviolet licht waar. Het bestaan ​​van onmogelijke kleuren doet je afvragen wat er nog meer is dat we nog niet kunnen zien.

Gerelateerde artikelen

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

Bronnen

• Billock, 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 en 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-golden-stunning-colors.html