اگر تصویر دنیا در چشم وارونه است، چرا آن را عادی می‌بینیم؟

فرایند بینایی، فقط دریافت تصویر نیست؛ بلکه داستانی پیچیده از نور، فیزیک و پردازش عصبی است. آیا تا‌به‌حال فکر کرده‌اید که تصویر دنیای اطرافتان روی شبکیه چشم، وارونه نقش می‌بندد؟ اما شما هیچ‌گاه دنیا را برعکس نمی‌بینید. راز این معما نه در چشم، بلکه در مغز نهفته است، زیرا مغز اطلاعات بصری را به شیوه‌ای هوشمندانه پردازش می‌کند.

چشم انسان به‌لطف نور کار می‌کند. هر چیزی که در اطراف خود می‌بینیم، یا خودش نور تولید می‌کند (مثل شمع یا صفحه‌نمایش گوشی) یا نوری از منبعی دیگر به آن می‌تابد و بازتاب آن به چشم ما می‌رسد. سازوکار بینایی، با عبور نور از اجزای نوری چشم آغاز می‌شود: قرنیه، مردمک و عدسی.

اجزای نوری چشم با همکاری یکدیگر، نور را به‌طور دقیق روی شبکیه متمرکز می‌کنند؛ همان‌جایی که سلول‌های گیرنده‌ی نور قرار دارند. در عین حال، شدت نور ورودی نیز کنترل می‌شود تا تصویر واضح بماند و آسیبی به چشم نرسد. عدسی، وظیفه دارد نور را (چه از اجسام دور و چه نزدیک) به‌درستی روی شبکیه تنظیم کند. این فرایند را در علم بینایی «تطابق چشم» می‌نامند.

اما نوری که از عدسی عبور می‌کند، در مسیر دچار وارونگی می‌شود. به بیان دقیق‌تر، نوری که از بالای جسم می‌آید، روی بخش پایینی شبکیه می‌افتد و نوری که از پایین جسم می‌آید، در بالای شبکیه قرار می‌گیرد. بنابراین، تصویری که به شبکیه می‌رسد از نظر فیزیکی وارونه است. البته وارونگی به این معنا نیست که مغز دوباره تصویر را مثل آینه «برمی‌گرداند»؛ بلکه واقعیت پیچیده‌تر است.

مفهوم وارونگی تصویر روی شبکیه، در نگاه اول ممکن است گیج‌کننده به نظر برسد. ولی در حقیقت، مغز ما هیچ مشکلی با این موضوع ندارد. تجربه‌ی روزمره‌ی انسان‌ها نشان می‌دهد که مغز، بدون کوچک‌ترین مشکلی با تصاویر وارونه کار می‌کند. ما همه‌چیز را به‌درستی درک می‌کنیم، راه می‌رویم، اشیا را جا‌به‌جا می‌کنیم و با محیط اطراف تعامل داریم.

آنچه در نهایت به شکل تصویر در ذهن ما شکل می‌گیرد، نتیجه‌ی رمزگذاری الگوهای فعالیت نورون‌ها، سلول‌های مغزی پردازشگر اطلاعات در بخش‌های مختلف مغز است. در واقع، این الگوها اطلاعات مربوط به هرآنچه را که می‌بینیم، رمزگذاری می‌کنند. موقعیت اشیا نسبت به سایر عناصر صحنه، جایگاه بدن در فضا و حرکات فرد، همگی در رمزگذاری نقش دارند.

تا زمانی که الگوهای رمزگذاری‌شده در ارتباط با یکدیگر سازگار و منسجم باشند، مغز نیازی به بازگرداندن تصویر ندارد. تصویر وارونه نیز همان تصویری است که باید باشد، چون با تمام بافت اطلاعاتی اطرافش هم‌راستا است.

به‌نقل‌از کانورسیشن، نمونه‌های تجربی بسیاری برای اثبات توانایی مغز در پردازش تصاویر وجود دارد. برخی مطالعات، انعطاف‌پذیری مغز در برابر تغییرات بزرگ در ورودی‌های بصری را با استفاده از عینک‌هایی که تصویر را وارونه می‌کنند، بررسی کرده‌اند. این عینک‌ها باعث می‌شوند تصویر محیط به‌جای وارونگی، به‌صورت «درست» روی شبکیه بیفتد، ولی این تصویر برای مغز که به تصویر وارونه عادت دارد، عجیب و غیرعادی به نظر می‌رسد.

در دهه‌ی ۱۹۳۰، دو دانشمند اتریشی با انجام «آزمایش عینک اینسبروک» نشان دادند مغز چقدر از توانایی سازگاری با چنین تغییراتی برخوردار است. شرکت‌کنندگان در مطالعه برای چند هفته تا چند ماه، از عینک‌هایی استفاده می‌کردند که تصویر جهان اطرافشان را کاملاً وارونه می‌کرد.

همان‌طور که انتظار می‌رفت، شرکت‌کنندگان در روزهای نخست دچار سردرگمی شدند. انجام فعالیت‌های روزمره برایشان سخت شده بود، راه‌رفتن دشوار بود و گاه به اشیا برخورد می‌کردند. حتی برخی از آن‌ها تلاش می‌کردند از روی چراغ‌های سقفی که در نگاهشان روی زمین قرار گرفته بودند، عبور کنند.

یافته‌های چنین آزمایش‌هایی نشان دادند که مغز انسان به‌طرز شگفت‌انگیزی انعطاف‌پذیر است. وقتی ورودی‌های بصری تغییر می‌کنند، مغز می‌تواند خودش را با شرایط جدید وفق دهد. پژوهش‌های تازه‌تر نیز در حال بررسی این موضوع هستند که کدام نواحی از مغز در فرایند انعطاف و تطابق نقش دارند و البته، این توانایی تا کجا ادامه دارد.

حتی نتایجی به دست آمده است که نشان می‌دهند در بعضی از افراد مبتلا به کوررنگی، مغز می‌تواند اطلاعات رنگی را بهتر از حد انتظار پردازش کند. این نتایج در صورت تأیید، پنجره‌ای جدید را به شناخت توانایی‌های تطبیقی مغز می‌گشایند.