Illusionen - Wie verwirren sie unseren Verstand?

Alles was unsere Sinne wahrnehmen, wird erst im Gehirn zu einem Bild umgewandelt. Dabei vollbringt dieses mit jeder Wahrnehmung eine herausragende Leistung: Denn jede eintreffende Information ist erst einmal unvollständig. Das Gehirn greift dann auf Erfahrungswerte und bereits Bekanntes zurück, um den Einzelteilen einen Sinn zu verleihen. Und meistens klappt das ganz gut: zum Beispiel haben wir gelernt, die Entfernung von Objekten anhand ihrer Größe und der Relation zu anderen Gegenständen in der Nähe abzuschätzen. Die Projektion eines großen Gebäudes auf unserer Retina ist winzig im Vergleich zu der Tasse Kaffee, die wir in der Hand halten. Doch anhand anderer Referenzen wie Häuser oder Bäume in der Umgebung, gelingt es unserem Gehirn, die eigentlichen Größenverhältnisse erstaunlich gut abzuschätzen. 

Wie kann es dann also dazu kommen, dass optische Illusionen unser Gehirn so sehr verwirren? Diese Frage ist gar nicht so leicht zu beantworten. Der wissenschaftliche Bereich der Wahrnehmungspsychologie hat sich auf diesen Bereich spezialisiert, und gewinnt ständig neue Erkenntnisse hinzu. Ganz grundsätzlich kann aber gesagt werden, dass eine optische Täuschung eine “Fehlinterpretation” des Gehirns darstellt. Es ist so sehr an die “normale” Umgebung gewohnt, dass davon abweichende, unnatürliche Eindrücke nicht wahrheitsgetreu erfasst werden können. Das klingt erstmal sehr negativ, also würde es sich wirklich um eine Fehlfunktion handeln. In Wahrheit zeigen uns diese spannenden Illusionen aber nur, welche wahren Meisterleistungen unser Sehsinn tagtäglich vollbringt, und wie gut es an unsere Alltagsrealität angepasst ist. 

Beschäftigt man sich mit optischen Täuschungen, dann liegen Wissenschaft und Kunst sehr nahe beieinander. Während sich erstere vor allem mit der Frage auseinandersetzt, wie und warum manche Informationen vom Gehirn als verwirrend wahrgenommen werden, setzt sich die Kunst damit auseinander, solche Reize erstmal zu erschaffen. Dabei gibt es nicht die EINE Art von optischer Täuschung. Ganz im Gegenteil, die Möglichkeiten scheinen endlos: Farbillusionen, Tiefenillusionen, Bewegungsillusionen, geometrische Illusionen, und und und. Manche entspringen wissenschaftlichen Experimenten, andere sind das Ergebnis künstlerischer Kreativität, und wieder andere tauchen eines Tages einfach zufällig auf- so wie das berühmt berüchtigte blau-weiße (oder doch blau- goldene???) Kleid, über dessen Farbe sich binnen einer Nacht die ganze Welt auf Social Media ausgetauscht hat

Optische Illusion: Kippbilder

Unter Kippbildern versteht man Darstellungen, die als verschiedene Formen wahrgenommen werden können. Jeder der eines der Bilder betrachtet, wird zuerst eine bestimmte Form sehen. Manchmal klappt es spontan, aber oft gelingt es erst nach einem Hinweis, einen Wahrnehmungswechsel zu erleben. Auf einmal stellt das Bild etwas ganz anderes dar. Das wohl bekannteste aller Kippbilder, die auch Inversionsfiguren genannt werden können, ist das “Pokalfigurmuster”. Diese spannende optische Illusion stammt aus der Feder des dänischen Psychologen Edgar Rubin. 

Was hast du zuerst gesehen? Den schwarzen Pokal in der Mitte, oder zwei sich zugewandte Gesichter im Profil? Für welche Wahrnehmung sich das Gehirn entscheidet, hängt spannenderweise stark vom Hintergrund ab. Ist das Bilder auf einem weißen Hintergrund dargestellt, sehen wir meistens die Vase. Dies liegt darin, dass sich die Vase dann mit einem begrenzten Umfeld vom Rest des Sichtfeldes abgrenzt, während die nach außen offen Gesichter dies nicht tun. Ist der Hintergrund hingegen andersfarbig und die Gesichter erhalten somit ebenfalls klare Umrisse, ist es wiederum wahrscheinlicher, diese als erstes wahrzunehmen. Denn helle Objekte befinden sich in der Realität teweiter vorne, während das Gehirn “Hintergründe” oft mit Schatten und dunkleren Tönen assoziiert. Wird man aber auf die Doppeldeutigkeit hingewiesen, fällt es in der Regel  nicht mehr schwer, zwischen beiden Wahrnehmungen hin und her zu wechseln.

Etwas komplexer ist hier schon der “Neckerwürfel”, der seinen Namen aufgrund von Louis Albert Necker trägt. Er war Geologe, und eines Tages fiel ihm bei der Betrachtung von Kristallzeichnungen eine spannende optische Illusion auf: bei der sogenannten bistabilen Bildwahrnehmung ist es oft gar nicht so einfach zu sagen, welche Seite einer geometrischen Darstellung vorne oder hinten ist. Die simpelste Form, die diese Täuschung annehmen kann, kommt uns wahrscheinlich allen mehr als bekannt vor. Es ist nichts weiter als die schematische Darstellung eines Würfels. Aber erst wenn man ihn genauer betrachtet, versteht man das Phänomen. Es ist nämlich gar nicht so einfach, festzulegen, wo denn nun vorne und hinten ist. Der Eindruck wechselt nämlich, abhängig davon, auf welche Ecke des Würfels wir unseren Blick fokussieren.

Optische Farbtäuschung: Der Simultankontrast

Wie hell oder dunkel wir Gegenstände wahrnehmen, hat sehr viel mit Interpretationsleistungen unseres Gehirns zu tun. Eine Fläche hat zwar eine ihr eigene, physikalisch messbare “Leuchtdichte”, also der Wert, wie viel des darauf fallenden Lichts absorbiert beziehungsweise reflektiert wird. Die “Helligkeit”, die wir wahrnehmen, basiert aber viel mehr auf einem Vergleich mit der Umgebung der Sache, die wir gerade betrachten. Die gleiche Farbe kann bei schummrigem Licht als hell, bei direkter Sonneneinstrahlung und einer dadurch helleren Umgebung aber als dunkler wahrgenommen werden. Eindrucksvoll wird das bei der Betrachtung der folgenden Darstellung bewusst:

Das linke Quadrat scheint deutlich dunkler zu sein, richtig? Tatsächlich haben beide den exakt gleichen Grauwert, unterscheiden sich also nicht bezüglich ihrer Helligkeit. Der Grund, warum unser Gehirn uns hier zwei verschiedene Grautöne vorgaukelt, liegt wiederum in der unterschiedlichen Hintergrundhelligkeit.

Optische Täuschung Die Relativität von Linien

Na, schon schwindelig geworden? Das kann nämlich durchaus passieren, wenn man längere Zeit auf diese optische Täuschung blickt. Es ist eine eindrucksvolle Verdeutlichung dafür, dass die Wahrnehmung von geraden Linien oft gar nicht so selbstverständlich ist, wie wir meinen. Gerade Linien? Auch wenn einem das nach Betrachtung des Bildes kaum möglich erscheint, hast du tatsächlich richtig gelesen. Denn die Linien des Schachbrettmusters sind alle nicht nur gerade, sondern auch parallel und schneiden sich im rechten Winkel. Wie kann es nun sein, dass die Linien völlig verzerrt erscheinen? Das liegt an den kleinen Kontrastquadraten, die sich in den äußeren Kanten der Felder befinden. Warum genau sie diesen Effekt auf die Wahrnehmung haben, scheint aber bis heute nicht genau geklärt. Erschaffen hat diese Illusion Akiyoshi Kitaoka, ein renommierter Professor für Psychologie aus Japan der bekannt ist für die vielen von ihm erfundenen optischen Illusionen. Denn dieses verwirrende Schachbrett ist bei weitem nicht der einzige Trick, den er sich für unsere Augen- oder besser, unser Gehirn- hat einfallen lassen. 

Optische Täuschung: Die Relativität von Größe

Schon 1890 stieß der berühmte Psychologe Ebbinghaus, der sich besonders in der Gedächtnisforschung verdient gemacht hat, auf folgende optische Illusion, die “Ebbinghaus-Täuschung”. Betrachte die beiden mittleren grünen Kreise: Welcher von beiden ist größer? Für die meisten Personen über 10 Jahren wird die Antwort wohl relativ deutlich lauten: Na der rechte! Tatsächlich sind beide Kreise exakt gleich groß. Ganz ähnlich zu den vermeintlich unterschiedlichen Grautönen des “Simultankontrasts” spielt hier das Umfeld des betrachteten Reizes eine große Rolle. Im Vergleich zu den umliegenden Kreisen wirkt der rechte grüne Kreis groß- und der linke eben klein. Dies verzerrt die Tatsache, dass sie sich in nichts unterscheiden. Das besonders Bemerkenswerte an dieser optischen Illusion: Sie ist abhängig vom Alter des Betrachters. Dieses Phänomen ist innerhalb der optischen Täuschungen sehr selten. Hier fällt es Kindern unter 10 Jahren aber deutlich leichter, sich nicht von der Umgebung täuschen zu lassen und beide Kreise als gleich groß oder zumindest sehr ähnlich wahrzunehmen.

Im Gegensatz zu den anderen hier gezeigten Phänomen handelt es sich bei der “Perspektivischen Wahrnehmung” nicht um eine “Fehlinterpretation” des Gehirns, sondern um eine gar überlebenswichtige Anpassung an unsere Umwelt. Trotzdem sind die Prozesse, die dabei vorkommen, sehr spannend und geben uns Einsicht in die Funktionsweise unserer Wahrnehmung. Die Umkodierung zwischen der Größe des Information, die auf unser Auge trifft, hin zu einer Vorstellung von tatsächlicher Größe, ist absolut essentiell dabei, unseren Alltag zu bestreiten. Sie hilft uns unter anderem dabei, Entfernungen abzuschätzen. Wenn wir beispielsweise Auto fahren und sich ein anderer Wagen auf der Gegenspur nähert, gehen wir nicht davon aus, dass dieser von winziger Größe hin zu seiner natürlichen Größe wächst. Das wäre nämlich eigentlich das, was unser Auge wahrnimmt. Stattdessen erlaubt uns diese Größenveränderung oft sehr genau, abzuschätzen, wie weit sich das Auto noch von uns entfernt befindet und in welcher Geschwindigkeit es sich nähert. Und dieses Wissen ist im Straßenverkehr entscheidend! Sehr anschaulich wird der Effekt auch beim folgenden Bild. Das Abbild des Gebäudes ist kaum größer als ein Daumen. Trotzdem ist unser Gehirn erstaunlich gut darin, sich der tatsächlichen Größe von mehreren hundert Metern bewusst zu sein- und gleichzeitig zu verstehen, dass sich das Gebäude nicht direkt vor uns, sondern in einiger Entfernung befindet.

Optische Bewegungsillusion: Bewegte Bilder, Kreise und Spiralen

Die folgenden Bilder zeigen das, was den meisten unter uns wohl als erstes in den Kopf schießt, wenn man den Begriff “Optische Täuschung” hört. Egal ob bunt oder einfarbig, ob Kreise, Zacken oder Spiralen: man blickt auf ein Bild und hat dabei den Eindruck, dass es sich bewegt. Obwohl es das ganz eindeutig nicht tut! Oft kann man das aber erst glauben, wenn das Bildformat einfach keine andere Option zulässt, oder man vor einem Exemplar in “real life” steht. In der Regel nehmen wir die Stellen als beweglich wahr, die wir gerade nicht fokussieren. Der Grund für die Wahrnehmungstäuschung wird darauf zurückgeführt, dass das Gehirn keine Hinweise finden kann, die auf eine räumliche Lage oder Anordnung hinweisen. Die unruhigen Muster und bunten Farben werden vom Gehirn dann als Bewegung fehlinterpretiert.

Optische Illusion: Das Hermann-Gitter und das Szintillationsgitter

Auch beim sogenannten “Hermann-Gitter” entsteht die wahrgenommenen optische Täuschung in dem Bereich der Abbildung, die gerade nicht fokussiert wird. Man nimmt dunkle Schatten in den Winkeln zwischen den schwarzen Quadraten war, die beinahe schwarzen Punkten gleichen. Versucht man dann, einen dieser Schatten zu fokussieren,  merkt man erst, dass dieser gar nicht existiert! 

Nahe mit dem Hermann Gitter verwandt ist das “Szintillations-Gitter”. Es wurde aber erst über hundert Jahre später entdeckt! Kein Wunder, denn die Darstellung ist auch etwas komplexer als bei Hermanns optischer Illusion. Der Grundaufbau ist ähnlich, es sind schwarze Quadrate, die von hellen Linien durchzogen werden. Diese sind hier allerdings nicht weiß, sondern grau. Auf den Kreuzungspunkten liegen weiße Kreise. Und genau hier passiert die Magie! Denn in diesen weißen Kreisen wiederum blitzen schwarze Punkte auf, wenn man gerade nicht darauf fokussiert. Diese sind aber nur Illusion! Sollte diese Täuschung bei dir nicht funktionieren, probiere den Abstand zum Bildschirm etwas zu vergrößern oder zu verringern. Sie ist nämlich abhängig davon, wie weit man vom Objekt entfernt ist. 

Beide optischen Illusionen beruhen auf einer sogenannten “Kontrasttäuschung”. Das Auge kann hier den Unterschied zwischen Schwarz und Weiß nicht genau genug erfassen- das verwirrt unser Gehirn, welches uns dann einen Streich spielt.

Optische Täuschung: Die Relativität von Längen

Welche der beiden geraden grünen Linien ist länger, links oder rechts? Wie sieht es bei den blauen aus?  Wer sich von dieser (schon uralten) optischen Illusion, der “Müller-Lyer-Täuschung”, austricksen lässt, ist in guter Gesellschaft. Kurzer Spoiler: Beide Linien sind jeweils gleich lang! Warum lässt sich unsere Wahrnehmung da so leicht hinters Licht führen? Tatsächlich ist dieses Phänomen eigentlich ein Nebenprodukt einer wichtigen Anpassungsleistung unseres Gehirns. Deutlich wird das in der folgenden Darstellung, die perspektivisch Raumecken darstellt. Auch hier erscheint es wieder kaum fassbar, dass beide orangen Linien die gleich Länge haben. Denn unser Gehirn interpretiert die rechte Linie als ganze Wandhöhe, die linke Linie jedoch nur als einen Bruchteil der ganzen Länge. Und in der Realität unterscheiden sich diese massiv voneinander. Diese Funktionsweise unseres Gehirns ist also entscheidend dafür, dass wir Entfernungen und Perspektiven richtig wahrnehmen können. Stehen die Linien dann aber plötzlich alleine dar, geht der ursprünglich Nutzen verloren, der Effekt bleibt aber bestehen. Denn die “Pfeile” teilen unserem Gehirn immer noch mit, dass ein perspektivischer Größenunterschied bestehen muss. Eine Linie mit Pfeile, die davon weg zeigen (vgl. Vorderkante, hier zur Verdeutlichung etwas überspitzt dargestellt), wirkt also kürzer, während die selbe Linie mit zur Mitte deutenden Pfeilen (vgl. hintere Zimmerecke) länger wirkt.

Der Müller-Lyer Täuschung sehr ähnlich ist die “T-Figur Illusion”. Wahrscheinlich kommt dabei jetzt schon eine Vorahnung auf, worum es geht: Betrachtet man ein T, geht man davon aus, dass der Querbalken viel kürzer ist als der vertikale Balken. Dieser Effekt verschwächt sich bereits etwas, wenn man beide Teile mit unterschiedlichen Farben einfärbt. Doch erst wenn man beide dann nebeneinander positioniert, kann man es wirklich glauben, dass eigentlich beide Balken die genau gleiche Länge haben!

Optische Illusion: Unmögliche Objekte 

Moment mal, da stimmt doch was nicht! So oder so ähnlich reagieren wir wohl alle, wenn wir ein unmögliches Objekt betrachten. Wo genau das “Problem” liegt, was unser Gehirn Alarm schlagen lässt, ist dann wiederum gar nicht so leicht zu sagen. Denn jeder Teil des Bildes in sich ist stimmig, lediglich das große Ganze ist physikalisch unmöglich. Eines der typischsten Beispiele für ein unmögliches Objekt ist das “Penrose Dreieck”. Es hat keinen Anfang und kein Ende, und wird- je länger man es betrachtet und zu verstehen versucht- wirklich zu einer unmöglichen Angelegenheit. Versuche einmal, einer der Seitenlinien zu folgen und beobachte, wo sie dich hinbringt…

Basierend auf dem Penrose-Dreieck sind in den letzten Jahren verschiedenste Künstler und Illustratoren kreativ geworden und haben verschiedenste Weiterentwicklungen davon entworfen. In diesen beiden Beispielen helfen die Figuren dabei, die Absurdität zu verdeutlichen. Denn was ist Oben und was ist Unten? Doch auch der Fluss von Wasser durch einen “Penrose”-Brunnen kann uns komplett verwirren- denn wie sich das Element Wasser aufgrund der physikalischen Gesetze normalerweise verhält, weiß unser Gehirn sehr genau. Die Information, die das Bild uns bietet, widerspricht dem aber völlig.

Optische Illusion: Rotierte Gesichter 

ACHTUNG; HIER NOCH NICHT WEITER NACH UNTEN SCROLLEN

Klar, an dem rechten Bild wurde eindeutig irgendwas schlecht retuschiert, aber so ganz grundsätzlich ist der Unterschied nicht groß, richtig? Weit gefehlt! Wenn ihr jetzt nämlich ein wenig nach unten scrollt wird auf einmal sehr deutlich, dass hier doch etwas gewaltig schief gelaufen ist! 

Die beiden Bilder wurden nämlich nicht nur auf den  Kopf gestellt- beim rechten Bild wurden die Augen und der Mund nach unten gedreht! Wir haben im Laufe unseres Lebens bereits abertausende von Gesichtern gesehen. Wie kann es dann sein, dass uns so enorme Fehler nicht direkt auffallen? Das liegt ganz einfach daran, dass wir Gesichter -kaum verwunderlich- immer richtig herum sehen. Die Nervenverbindungen in unserem Gehirn sind also nur aus dieser einen Perspektive darauf trainiert, Gesichter und unsere emotionalen Ausdrücke zu entschlüsseln. Stehen sie hingegen am Kopf, fehlt uns schlicht und einfach die Übung! In der Wissenschaft wird dieser Effekt “Thatcher-Täuschung” genannt. Denn als Peter Thomson ihn das erste Mal vorgestellt hat, wurde für die Darstellung ein Bild von Margaret Thatcher verwendet. 

Gestaltpsychologie: Die optischen Täuschungen des Alltags

Unsere Umwelt verändert sich ständig, stellt das Gehirn vor neue Herausforderungen- und ist vor allem voller unvollständiger Informationen! Würden wir nur das wahrnehmen, was unsere Augen auch wirklich sehen können, wären wir also ganz schön aufgeschmissen. Das Gehirn bedient sich demnach in jedem Moment vieler kleiner „Illusionen“, die uns dabei helfen, die Welt zu begreifen. Viele dieser Tricks hängen damit zusammen, Objekte in Gruppen zusammenzufassen. Damit reduziert sich die Anzahl an Einzelteilen, die unser Gehirn erfassen und verarbeiten muss, drastisch. Nur durch diese „Vereinfachung“ schaffen wir es dann, noch Kapazitäten frei zu haben, um das Wahrgenommene auch anzuwenden und umzusetzen. Es hat sich ein ganzer Wissenschaftszweig rund um dieses Phänomen und seine Erforschung entwickelt. Diese „Tricks“ unseres Gehirns werden auch „Gestalt-Prinzipien“ oder „Gestalt-Gesetze“ genannt. Insgesamt gibt es sechs Stück, das sind die spannendsten: 

1. Gesetz der Ähnlichkeit

„Gleich und Gleich gesellt sich gern.“ - Dieses alte Sprichwort könnte kaum passender sein für diesen Gruppierung-Trick unseres Gehirns. Denn was sich ähnelt oder gar gleich aussieht, wird als zusammengehörig empfunden. So nimmt unser Verstand im unteren Bild nicht etwa elf einzelne blaue Kreise war, sondern sieht stattdessen das „S“, das sie gemeinsam formen.

2. Gesetz der Geschlossenheit

Schon beim „Pokalfigurmuster“ haben wir gezeigt, dass unser Gehirn lieber geschlossene Figuren wahrnimmt als solche, die keine klaren Grenzen haben. Das führt dazu, dass es oft auch Informationen ergänzt, um schließlich ein vollständiges Bild zu erhalten. 

Ein schönes Beispiel für das Gesetz der Geschlossenheit: Das weiße Dreieck ist für uns alle ganz klar im Vordergrund wahrzunehmen- und dass dahinter ein vollständiges Dreieck mit schwarzer Umrandung liegt, würde wohl auch kaum jemand bestreiten. Dabei ist tatsächlich keine Spur von einem weißen Dreieck, und auch sonst sehen wir nur drei Winkel und drei unvollständige Kreise.