Wenn den Augen nicht zu trauen ist

Der Bauarbeiter balanciert auf einem Hocker, während die Passantin auf dem Obersims der Einbauküche balanciert - nein, eigentlich stehen beide Personen auf einem zweidimensionalen Bild, dessen perspektivische Verzerrungen es dreidimensional erscheinen lassen.

Willkommen in der Welt der otischen Täuschungen - oder eigentlich: der visuellen Illusionen, wie Peter Ahnelt ausbessert. Der Wiener Universitätsprofessor für Neurophysiologie befasst sich schon lange mit diesen Phänomenen und erklärt den Unterschied: "Eine optische Täuschung ist eine Illusion, die beim Betrachter eine Geschichte aufbaut, die auf Erwartungen und Schlussfolgerungen basiert. Zum Beispiel werden Dinge entsprechend arrangiert." Ein Beispiel dafür ist die berühmte Fata Morgana. "Das ist eine reine Luftspiegelung einer real existierenden Karawane oder Oase und damit eine klassische optische Täuschung, weil ja der Reiz für das Auge unverfälscht da ist", wie Ulrich Ansorge, Vizedekan der Fakultät für Psychologie an der Universität Wien, erläutert.

Paradebeispiele für visuelle Illusionen hingegen sind jene Bilder, auf denen zwei gleich lange Striche aufgrund von schrägen Querlinien unterschiedlich lang wahrgenommen werden oder parallele Linien gekrümmt wirken.

Warum aber fallen wir auf optische Täuschungen und visuelle Illusionen herein? "Das ist nicht so leicht zu erklären", gesteht Ahnelt. Sein Erklärungsversuch: "Wir konstruieren Szenen aus einzelnen Objekten, entweder aus angeborenen oder aus erlernten Gründen. Zum Beispiel schrecken schon Kleinkinder vor scheinbaren Kanten zurück." Das Hirn fügt dann ein logisches Bild aus der Wahrnehmung zusammen und indiziert dabei scheinbare Bewegung, Farbillusionen oder Linienverläufe, die bei objektiver Betrachtung eigentlich ganz anders oder gar nicht vorhanden sind. "Unser Sehsinn funktioniert mit Helligkeit/Kontrast und Farbe. Wenn einer dieser beiden Faktoren ausgeschaltet wird und die Rezeptoren nicht mehr ansprechen, funktioniert eine visuelle Illusion schlechter, weil wir sie objektiver sehen", erklärt Ahnelt. So funktionieren manche Täuschbilder in Graustufen schlechter als in Farbe oder auch umgekehrt.

3D-sehen dank Gegenfarbe

Ein gutes Beispiel dafür, wie unser Hirn sich überlisten lässt, ist jene Computeranimation, in der ein Kreis aus rosa Punkten reihum abgeschaltet wird. Irgendwann sieht man bei entsprechender Konzentration plötzlich einen grünen Punkt wandern. Ahnelts Erklärung: "Das Hirn adaptiert das Verschwinden der rosa Punkte und zeigt die Gegenfarbe an - in diesem Fall eben Grün." Normalerweise dient diese Hirnleistung dazu, Kontraste zu verstärken. Dies macht sich auch das 3D-Kino zunutze: Die beiden - leicht versetzten - Bilder, die die Augen sehen, werden vom Hirn addiert, was einen Raumeffekt erzeugt. Bei LCD-Shutterbrillen wiederum wird abwechselnd das linke und dann wieder das rechte Bild in den integrierten Bildschirmen gezeigt - natürlich so schnell hintereinander, dass es dem Betrachter nicht auffällt. Trotzdem ist das mechanisch erzeugte 3D-Sehen nach wie vor ein sehr mühsamer Prozess für den Körper. "Das liegt vor allem an der Körper- und Kopfhaltung und den Augenbewegungen, die damit unbewusst einhergehen", sagt Ahnelt. Eigene Labors arbeiten hier an weiteren Verbesserungen.

Prinzipiell würden optische Täuschungen und visuelle Illusionen auch bei Tieren funktionieren, da sie in der Regel auf basalen Dingen wie Kontrast oder Distanz beruhen - sofern die betroffenen Tiere dann mit den Informationen etwas anfangen können. Ein Kamel zum Beispiel ließe sich vielleicht von der in der Wüstenluft gespiegelten Oase nicht täuschen. Und einem Hund könnte es womöglich egal sein, ob zum Beispiel auf dem Straßenpflaster Höhen und Tiefen aufgezeichnet sind - er würde halt mittendurch trotten. "Prinzipiell ließe sich aber sicher auch ein Tier durch eine Perspektivtäuschung verwirren - nur kommen die halt in der freien Natur selten vor", stellt Ahnelt fest.

Es ist also auch eine Frage der erlernten oder vererbten Wahrnehmungsverarbeitung, ob visuelle Illusionen beim Rezipienten greifen. Beim Menschen zum Beispiel gibt es Neuronen, die speziell auf Gesichter ansprechen. "Wenn sie ein Profil erkennen, sind sie ganz begeistert und steigern ihre Aktivität", formuliert es Ahnelt. Dies lässt sich für den Neurologen auch anhand der Aktionspotenzialfrequenzen gut erkennen. Und so kommt es, dass ein Mensch in einem Schablonenbild eher zwei einander zugewandte Gesichter als eine Vase sieht. Dies könnte womöglich auch bei einem Schimpansen mit Schimpansenprofilen funktionieren, meint Ahnelt. "Womöglich würde auch ein auf den Menschen geprägtes Haustier, etwa ein Hund, die Umrisse als menschliche Gesichter identifizieren. Das wäre durchaus eine Untersuchung wert." Es könnte aber auch sein, dass das betreffende Tier weder zwei Gesichter noch eine Vase sieht, sondern gar nichts mit dem Schwarzweißbild anfangen kann.

Schließlich sind die meisten visuellen Illusionen künstlerische Werke. "In der Natur draußen kommen sie eigentlich nicht vor", sagt Ansorge. Er muss jedenfalls lange überlegen, bis er konkrete Beispiele findet, wo man abseits von Bildern und Architektur (wo die Perspektive eine große Rolle spielt) auf Illusionen stoßen könnte. "Mir fällt da eigentlich nur der Autoverkehr ein, wo man die Geschwindigkeit auf der dem Gegenverkehr abgewandten Seite unterschätzen könnte." Aber auch das ist eigentlich keine wirklich natürliche Sache.

Dafür liefert Ansorge eine weitere Unterscheidung zwischen optischen und visuellen Illusionen: "Eine optische Illusion kann man in der Regel auf einem Foto objektiv festhalten, eine visuelle Illusion in den meisten Fällen nicht."

Mit dem Phänomen der visuellen Illusion haben sich Menschen schon vor mindestens tausend Jahren befasst. "Damals, etwa bei den Arabern, ging es zum Beispiel um die Größe und Wanderung des Mondes", erläutert Ansorge. Einen weiteren Schub brachten astronomische Beobachtungen, als es darum ging, wann bestimmte Planeten wo auftauchen würden. "Man erkannte damals, wie unexakt subjektive Beobachtungen sind, und versuchte zu verstehen warum." Daraus entwickelte sich später die Apperzeptionstheorie: "Die Zuwendung von Aufmerksamkeit erhöht die Wahrnehmung, ohne dass man selbst dessen gewahr wird", erklärt Ansorge. Sprich: Wenn man damit rechnet, dass etwas auftauchen wird, entdeckt man es auch früher. Womit wir wieder beim Thema Wahrnehmung und Erwartung angelangt sind.

Schmerz und Leid lindern

Für Ansorge hat die Erforschung der Illusion aber auch noch einen ganz anderen Aspekt: "In der visuellen Domäne sind wir bei der Forschung schon eine ganze Ecke weiter. Aber wenn man annimmt, dass auch Schmerz und Leid illusionär sind, dann wäre auch hier ein Fortschritt bei der Linderung zu erhoffen. Patienten werden ja erst zum Psychotherapeuten geschickt, wenn der Arzt nichts findet." Wäre es also vielleicht möglich, einen Patienten keine Schmerzen empfinden zu lassen, weil er sie nicht wahrnimmt? So wie eben auf der Netzhaut manches mehr und manches weniger wahrgenommen wird. Und könnte man das Gehirn auch in dieser Hinsicht überlisten?

Beim Sehen funktioniert das ja sehr gut. "Die Fotorezeptor-Bahnen in der Netzhaut beeinflussen einander derart, dass Helligkeitsunterschiede verstärkt werden - und dadurch mitunter auch Fehlkontrastierungen", erläutert Ahnelt. Bei unserer Wahrnehmung gibt es aber auch Mechanismen, die uns vor Täuschungen schützen sollen, wie zum Beispiel die sogenannte Zentrale Farbkonstanz: Das System analysiert die Umgebung eines betrachteten Objektes mit. So hat zwar eine Orange je nach Licht ein unterschiedliches Farbspektrum, aber wir nehmen sie trotzdem in der Abendsonne genauso als oranges Obst wahr wie zu Mittag - insbesondere, wenn sie in einem Obstkorb liegt, in dem sich zum Beispiel auch grüne Kiwis und gelbe Bananen befinden. Das Gehirn gleicht also etwaige fehlerhafte Farbinformationen von den Rezeptoren her aus.

Umgekehrt kann uns gerade dieses Ausgleichen von Farben und besonders Kontrasten bei Illusionsbildern wieder einen Streich spielen. Das zeigen zum Beispiel die sogenannten Mach-Bänder: Der Physiker Ernst Mach, der auch die Schallgeschwindigkeit erforschte, zeigte nämlich 1865 auf, warum wir bei Grauflächen, die an sich keine Farbgraduierung haben, entlang der Grenzen hellere und dünklere Streifen sehen. Der Grund ist nämlich, dass die Rezeptoren in diesem Fall eben die Kontraste verstärken.

Illusion spielt sich im Kopf ab

Einer, der von der Illusion lebt, ist der Magier Maximilian Hron. "Die ist sehr, sehr wichtig für einen Zauberer: Das Publikum sieht etwas passieren, das eigentlich nicht möglich ist, als würde der Magier die Physik überwinden." Wobei die Tricks an sich oft relativ simpel sind. "Es kommt nämlich auch auf das Drumherum an. Man muss als Magier beim Zuschauer weitere Bilder im Kopf erzeugen, ein Trick allein ist meist nicht aufregend, sondern man braucht eine ganze Geschichte. Die Illusion spielt sich ja im Kopf des Betrachters ab." Ein guter Bühnenzauberer ist also nicht nur fingerfertig, sondern auch ein guter Unterhalter mit Menschenkenntnis, einem Gefühl für Körpersprache und Schlagfertigkeit. "Es braucht gut ein Jahr Vorbereitungszeit, um ein Publikum eine Viertelstunde lang unterhalten zu können", berichtet Hron aus eigener Erfahrung. Und wenn einmal ein Trick doch schiefgeht? "Dann ist das auch kein großes Problem, weil ich sowieso immer ein paar Schritte vorausdenke. Wenn also etwas nicht funktioniert, dann habe ich schon längst umdisponiert, bevor der Zuschauer etwas bemerkt."

BUCHTIPPS:

Lamberto Maffei & Adriana, Fiorentini: Das Bild im Kopf: Von der optischen Wahrnehmung zum Kunstwerk, Verlag Birkhäuser, 1997. David H. Hubel: Auge und Gehirn. Neurobiologie des Sehens: Spektrum-Bibliothek, Band 20. Al Seckel: Optische Illusionen: Sie werden Ihren Augen nicht trauen! Premio Verlag. Thomas Ditzinger: Illusionen des Sehens: Eine Reise in die Welt der visuellen Wahrnehmung Spektrum Bibliothek. Donald D. Hoffman: Visuelle Intelligenz: Wie die Welt im Kopf entsteht Verlag Klett-Cotta.