Ученые выяснили, почему черные буквы читать легче, чем белые

Темные объекты на светлом фоне кажутся меньше, чем светлые на темном, из-за различий в работе нейронов сетчатки, распознающих темное и светлое.

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.

Галилео Галилей, итальянский физик, астроном и философ, более 400 лет назад, заметил несоответствие "визуальную иллюзию", в которой человек смотрящий невооруженным глазом на Венеру, видит ее крупнее Юпитера, что на самом деле не так.

В свое время Галилео Гелилей предположил, что такое явление может проявляться в результате преломления света во влаге, покрытой зрачком, либо из-за отображения света от краев человеческих век. Также добавим, что ближе всего к разгадке приблизился ученый 19 века, физик Герман фон Гельмгольц, предположивший, что эффект не зависит от человеческого глаза, а вызывает ощущение от самого объекта.

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 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.

Как объясняется в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Science, 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.