چرا مغز ما چهرههای دگرگونشده را درست میبیند؟ بررسی اثر تاچر
برخی از پدیدههای علمی در عین سادگی، چنان تکاندهنده و عجیب هستند که درک ما را از واقعیتی که روزانه با چشم خود میبینیم، به چالش میکشند. یکی از این پدیدههای شگفتانگیز در حوزه علوم اعصاب و روانشناسی شناختی، خطای بینایی خاصی است که به ما نشان میدهد چشمان ما نه به عنوان یک دوربین عکاسی ساده، بلکه به عنوان ابزاری تحت فرمان یک پردازشگر بهشدت پیچیده یعنی مغز عمل میکنند. در این مقاله میخواهیم ببینیم پدیده تاچر چیست، چگونه کار میکند و چرا سیستم بینایی ما در مواجهه با چهرههای وارونه اینگونه دچار خطای فاحش میشود. بررسی این پدیده به ما کمک میکند تا بفهمیم مغز چگونه میان پردازش کلنگر و جزءنگر تعادل برقرار میکند و چه تفاوتهایی میان دیدن و ادراک وجود دارد.
فهرست مطالب
💡مختصر و مفید
پدیده تاچر (Thatcher Effect) یک خطای شناختی و بینایی است که در آن، مغز انسان متوجه تغییرات و دگرگونیهای ساختاری شدید در یک چهره وارونه نمیشود، اما به محض چرخیدن چهره به حالت عادی، آن تغییرات هولناک و غیرطبیعی فوراً آشکار میگردند. این پدیده ثابت میکند که مغز ما برای شناسایی چهرهها از پردازش کلنگر (Holistic Processing) بر اساس نقشه ذهنی استاندارد استفاده میکند و وقتی این الگو به دلیل وارونگی به هم میریزد، مغز در تشخیص جزئیات تغییریافته مانند چشمها و دهان ناتوان میشود.
تاریخچه کشف اثر تاچر توسط پیتر تامپسون
در اواخر دهه هفتاد و آغاز دهه هشتاد میلادی، روانشناسی به نام پیتر تامپسون (Peter Thompson) در دانشگاه یورک روی موضوعات مرتبط با ادراک بصری و چگونگی شناسایی چهرهها تحقیق میکرد. در سال ۱۹۸۰، او دست به تجربه عجیبی زد؛ او تصویر نخستوزیر وقت بریتانیا، مارگارت تاچر (Margaret Thatcher) را گرفت، چشمان و دهان او را به صورت عمودی برش داد و ۱۸۰ درجه چرخاند، در حالی که کل صورت به صورت وارونه قرار داشت. نتیجه این تغییرات روی کاغذ بسیار وحشتناک و دگرگونشده به نظر میرسید، اما زمانی که تصویر کل صورت به صورت وارونه به بینندگان نشان داده میشد، اکثر مردم متوجه هیچ چیز غیرطبیعی و عجیبی در چهره او نمیشدند.
این دستکاری تصویر به حدی در محافل علمی و عمومی شهرت یافت که از آن زمان به بعد، این خطای ادراکی با نام اثر یا پدیده تاچر در کتابهای درسی روانشناسی و عصبشناسی ثبت شد. تامپسون با این آزمایش ساده اما نبوغآمیز نشان داد که مغز ما برای پردازش اطلاعات بینایی، از ترفندهای میانبر استفاده میکند که همواره کارآمد نیستند. این پدیده بعدها با تصاویر شخصیتهای مشهور دیگر و حتی نقاشیهای کلاسیک تکرار شد و همواره همان واکنش شگفتی و ناباوری اولیه را در مخاطبان ایجاد کرد.
پدیده تاچر چگونه کار میکند؟
به این عکسها دقت کنید، آیا چیز عجیب و غریبی در آنها میبینید؟
اگر چیز عجیبی در آنها تشخیص ندادید، باید بیشتر تمرکز کنید! باز هم بیشتر! حق دارید، من هم بار اول اصلاً تشخیص ندادم که این چهرهها مشکل اساسی دارند!
پیتر تامپسون استاد دانشگاه یورک (University of York)، در سال ۱۹۸۰ عکس مارگارت تاچر، نخست وزیر وقت انگلیس، را دستکاری کرد و این پدیده را در آن اعمال کرد. این عکس به قدری مشهور شد که به دستکاریهای اینچنینی عکسها، اصطلاح پدیده یا اثر تاچر اطلاق شد. درست کردن این عکسها، کار چندان مشکلی نیست. کافی است که عکس خودتان یا کس دیگر را تغییر جهت بدهید ولی قسمت لب و چشمها را تغییر جهت ندهید.
اما چرا این طور میشود؟ چرا مغز ما قسمت دهان و چشمها را مثل بقیه قسمتهای چهره پردازش نمیکند؟ توضیحات مختلفی برای این پدیده وجود دارد ولی بهترین توجیه به شرح زیر است: مغز ما به وسیله دو فرایند جداگانه اشیا را از هم تمیز میدهد. در فرایند اول، ما به اشیا به عنوان یک کل نگاه میکنیم و شیء مورد نظر را که میتواند چهره یک نفر باشد با نقشه ذهنی که از اشیا و چهرههای دیگر داریم مقایسه میکنیم.
اما در فرایند دوم، مغز ما برای افتراق اشیای مختلف از هم به جزئیات تمرکز میکند و مثلاً روی بینی، لب یا چشمها تمرکز میکند. از آنجا که ما به ندرت، عکسهای بالا پایین شده از چهره را میبینیم، مدلها و نقشههایی از این طور عکسها را نداریم، در نتیجه فرایند اول به درستی عمل نمیکند و فرایند دوم تشخیص چهره، از آنجا که روی جزئیات تمرکز دارد، چیز غیرطبیعی در عکس تشخیص نمیدهد و نمیتواند کشف کند که چشمها و لبها برعکس شدهاند.
مکانیسمهای عصبشناختی و پردازش دوگانه مغز
برای فهم دقیقتر این که چرا مغز در مواجهه با چهره وارونه تاچر فریب میخورد، باید به سراغ قشر بینایی و شکنج دوکیشکل (Fusiform Gyrus) در مغز برویم؛ ناحیهای تخصصی که وظیفه اصلی آن شناسایی چهرهها است. مغز انسان در طول تکامل یاد گرفته است که چهرهها را به صورت پیکربندیهای کلی و با توجه به فواصل نسبی اجزا (مانند فاصله چشمها از بینی و دهان) تحلیل کند. وقتی یک چهره در حالت طبیعی و ایستاده قرار دارد، این سیستم پردازش کلنگر به سرعت و با دقت بالا هویت و احساسات آن چهره را استخراج میکند. اما وقتی کل صورت را وارونه میکنیم، این سیستم انطباق الگوها کارایی خود را از دست میدهد.
در این حالت وارونه، مغز به ناچار به پردازش ویژگیمحور یا جزءبهجزء روی میآورد؛ یعنی تکتک اجزا مانند چشم، بینی و دهان را به صورت مستقل بررسی میکند. از آنجا که تکتک این اجزا در تصویر دستکاریشده به صورت عمودی و درست در جهت میدان دید ما قرار دارند (چون آنها را برعکس کردهایم تا در صورت وارونه، ایستاده به نظر برسند)، سیستم پردازش ویژگیمحور مغز آنها را طبیعی و بدون اشکال ارزیابی میکند. مغز در این شرایط متوجه تعارض ساختاری شدید میان جهت قرارگیری اجزای صورت و خودِ جمجمه وارونه نمیشود، زیرا توانایی تلفیق این دو نوع پردازش را در حالت وارونه ندارد.
ارتباط پدیده تاچر با بیماری کوری چهره
حقیقت این است که سیستم بینایی ما با دستگاههای اپتیک و رایانهای ثبت و پردازش عکس تفاوت زیادی دارد. گاهی با شگفتی هنگامی که متوجه توهمات و خطاهای بینایی خودمان میشویم، تازه پی به این مطلب میبریم. اما این خطاها، جدا از جالب بودن به دانشمندان عصبشناس در فهم مکانیسمهای پیچیده مغزمان کمک میکنند.
بیماریای به نام پروسوپاگنوزیا (Prosopagnosia)، یا کوری چهره وجود دارد که در آن شناخت و تمیز دادن چهرهها مختل میشود. اگر به کسانی که این مشکل را دارند، عکس بالا را نشان بدهید، بلافاصله متوجه مشکل میشوند! دو و نیم درصد مردم این طوری هستند. به وقتش مطلب کاملی در این مورد خواهم نوشت. دلیل این که افراد مبتلا به کوری چهره بلافاصله متوجه نقص تصویر میشوند این است که مغز آنها اساساً فاقد توانایی پردازش کلنگر برای چهرهها است؛ بنابراین آنها همیشه چهرهها را مانند اشیای معمولی و بر اساس تکتک جزئیات بررسی میکنند و تعارض جهت چشم و دهان را فوراً میبینند.
چرا خطاهای بینایی برای دانشمندان عصبشناس ارزشمندند؟
خطاهای بینایی و شناختی مانند پدیده تاچر، صرفاً سرگرمیهای بصری جالب نیستند، بلکه پنجرههایی رو به تاریکخانه سیستم پردازش مرکزی مغز انسان به شمار میروند. دانشمندان علوم اعصاب با استفاده از این خطاها میتوانند فرضیههای مختلف درباره ساختار قشر بینایی را آزمایش کنند و نقشههای عملکردی دقیقی از نواحی مختلف مغز ترسیم نمایند. به عنوان مثال، با استفاده از دستگاههای تصویربرداری مغزی مانند fMRI در حین تماشای تصاویر تاچریزه شده، محققان دریافتند که فعالیت ناحیه شکنج دوکیشکل در زمان مشاهده چهرههای وارونه دستکاریشده به شدت کاهش مییابد که نشاندهنده غیرفعال شدن پردازش کلنگر است.
این دستاوردها به دانشمندان کمک میکند تا درک بهتری از بیماریهای تکاملی و شناختی نظیر اوتیسم داشته باشند؛ چرا که برخی پژوهشها نشان میدهند افراد اوتیستیک نیز به دلیل تفاوت در الگوهای پردازش اطلاعات بصری، چهرهها را بیشتر به صورت ویژگیمحور پردازش میکنند و ممکن است واکنش متفاوتی به اثر تاچر نشان دهند. بنابراین، یک آزمایش ساده با عکس نخستوزیر سابق بریتانیا، تبدیل به ابزاری کلیدی برای درک عمیقتر از بیماریهای عصبی و روانی پیچیده شده است.
بازتاب خطاهای شناختی در زندگی روزمره و فناوری
درک ما از پدیده تاچر و نحوه پردازش تصاویر توسط مغز، امروزه کاربردهای گستردهای در طراحی رابطهای کاربری، گرافیک و حتی توسعه الگوریتمهای هوش مصنوعی پیدا کرده است. سیستمهای تشخیص چهره پیشرفته در گوشیهای هوشمند و دوربینهای امنیتی باید به گونهای طراحی شوند که برخلاف مغز انسان، تحت تاثیر زوایای مختلف قرار نگیرند و بتوانند چهرههای وارونه یا زاویهدار را نیز با همان دقت حالت ایستاده شناسایی کنند. مهندسان کامپیوتر با شبیهسازی شبکههای عصبی مصنوعی تلاش میکنند تا تعادلی میان پردازش کلنگر و جزءنگر مشابه مغز انسان ایجاد کنند تا دقت سیستمها ارتقا یابد.
از سوی دیگر، در دنیای تبلیغات و طراحی بصری، طراحان با استفاده از این خطاهای شناختی، توجه مخاطب را به نقاط خاصی جلب میکنند یا حس شگفتی و کنجکاوی را برمیانگیزند. شناخت محدودیتهای پردازشی مغز به ما یادآوری میکند که سیستم ادراکی ما تا چه حد خطاپذیر است و چطور ممکن است در تصمیمگیریهای روزمره، قضاوتهای اجتماعی و حتی شهادتهای دادگاهی بر اساس دادههای بصری ناقص یا فیلترشده توسط مغز دچار اشتباهات جبرانناپذیر شویم.
جمعبندی نهایی
پدیده تاچر یکی از شگفتانگیزترین نمونههای خطای بینایی است که مرز میان حس بینایی فیزیکی و ادراک ذهنی را آشکار میکند. این اثر ثابت میکند که مغز ما تصاویر را صرفاً ثبت نمیکند، بلکه آنها را بر اساس الگوهای تکاملی پیشفرض تفسیر و بازسازی مینماید. ناتوانی مغز در تشخیص چهرههای دگرگونشده وارونه، به دلیل خاموش شدن سیستم پردازش کلنگر و اتکا به جزئیات ویژگیمحور رخ میدهد. مطالعه این پدیده نه تنها به درک بیماریهایی مانند کوری چهره کمک میکند، بلکه به ما یادآور میشود که جهان پیرامون ما همواره آنگونه که دیده میشود نیست و ادراک ما همواره از فیلترهای شناختی مغز عبور میکند.
سوالات متداول
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
مطالب مرتبط
من چون طراحی کار می کنم اجزای چهره رو می شناسم و دقت کنم متوجه میشم کجا ایراد داره. دوم اینکه وقتی یه عکسی سر و ته نشون داده میشه و میگن اینا چشونه آدم باید بفهمه مشگل دارن دلیل بر بیماری نیست.
خیلی بامزه بود!1
جالب بود…
عالی بود . دستتون درد نکنه
جالب بود
فقط تونستم مشکل اون پسر جوان رو بفهمم
تنها کاری که کردم این بود که خدارو شکر کردم
فقط اون پسر جوان رو فهمیدم که مشکل داره.تنها کاری که میتونم بکنم اینکه خدارو شکر کنم.
چشم ها هم برعکس شده اند. شاید اگر فقط لب ها بود تشخیصش ممکن تر میشد.
آدم قاطی میکنه نمیفهمه سر و ته طرف کدوم وره
در واقع تو قسمت پی نوشت گفتین کسی که پروسوپاگنوزیا داره این مشکل را تشخیص میده.
سلام،راستش منم با نگاه اول برعکس بودن لبها را تشخیص دادم، ولی فکر کنم شما تو مطلب گفتین کسی که مشکل و اختلال بینایی داره اینو زود تشخیص میده، یعنی الان من اختلال بینایی دارم؟
لزوما نه.
چون تاپیک پدیده تاچر بود من همش دنبال تفاوت ساختار چهره خانم تاچر با بقیه میگشتم!!!
خیلی با مزه بود
بسیار جالب بودن
سلام
من عکسهایی رو هم دیدم که مثلا تصویر یه پیرمرد بود وقتی برعکسش میکردی عکس یه دختر جوان میشید، به این نوع تصاویر چی میگن؟
قبل از عید یه سری عکس از دوستم گرفته بودم و موقع دیدنشون یه عکس اینجوری پیدا کردم!
یهویی به چشمم عجیب زد! چرخوندمش فهمیدم چشم و لبش برعکسه!
ولی عقلم نکشید برم دنبالش و ببینم چیه! فکر نکردم این همه مهم باشه!!!
ممنون از اطلاعاتی که دادین :)
هه خیلی جالب بود
مرسی
سلام
خیلی خوب بود
من مجبور شدم به خاطر اطمینان از ادعای شما لپتاپم رو 180 درجه بچرخونم و برعکسش کنم
بیچاره اونهایی که با کامپیوتر پی سی این مطلب رو می خونن
اگه با نگاه دوم هم تشخیص ندادیم چی؟ این ایرادی داره یا طبیعیه؟
مثل همیشه عالی. دست مریزاد.
دستتون درد نکنه دکترجان
چه بیماری یا اختلالاتب وجود که یکی مثل من ازش بی خبرممنتظر توضیحات بیشتر هستم
ممنون بخاطر همه زحماتتون
راستش منم همون اول این برعکس بودن رو متوجه شدم…
اما انگار تو قسمت توضیحات گفتید این یه مشکله؟؟؟درسته؟؟؟ چرا باید یه مشکل باشه؟؟؟!!!
البته معتقدم فرق هایی هم بین این دو تا هست.
آقای دکتر با یک حرکت یوگا برعکس جلوی مانیتور وایسادم ، عجب چیزه عجیبی
من نیز زمانی دانستنیها میخواندم. یادم هست که در یک شماره از آن، یک چنین عکسی دیده بودم. البته این توضیحات کامل ضمیمهاش نبود.
وای کلا الان خشکم زده
نمیدونم شاید خنده دار باشه ولی تو دو عکس بالایی یعنی عکس اون خانمه و پسر جوونی که سمت راست عکس هست، از همون اول که نگاه کردن برعکس بودن لب و چشم برام واضح بود!
کلا باید بگم مطلب فوق العاده ای بود :)
خسته نباشید
این چیزی که گفتید در مورد منم صادق بود!!!!
سلام
بسیار جالب بود.
ممنون