הספירלה המהפנטת

בניסוי הזה נשתמש בציור של ספירלה, שכאשר מסובבים אותו ומתבוננים בו, ולאחר מכן מתבוננים במשהו אחר, הוא גורם למוח שלנו לראות תנועה שאינה קיימת במציאות.

ציוד

• ציור של ספירלה, שאפשר להוריד מהאתר שלנו
• מספריים
• דבק
• קרטון ביצוע (שאפשר לקנות בחנויות יצירה), בריסטול עבה, או קרטון קשיח כמו דופן קופסה של דגני בוקר או ארגז
• נעץ ללוח שעם (עם ראש גדול)
• לחלופין: אפשר פשוט להתבונן בספירלה המסתובבת בסרטון 

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי ניתן לראות בסרטון הבא:

הסבר

מה שמתרחש בניסוי זה לא באמת 'היפנוזה' אלא זו סוג של אשליה ראייתית. באשליה אנחנו מתעתעים במוח ובחושים שלנו לחוש משהו שלא קיים במציאות. בניסוי הנוכחי אנו מתעתעים במערכת הראייה וגורמים לה לראות תנועה שלא קיימת במציאות. מערכת הראייה, כמו כל מערכת חוש אחרת, לא מורכבת רק מאיבר החישה, במקרה זה – העיניים, אלא גם מהחלק במוח שמפענח את המידע שמגיע מאיברי החישה, ומרכיב את תמונת העולם שלנו.

כמו כל הגוף, גם המוח שלנו ושאר מערכת העצבים מורכבים מתאים רבים. התאים החשובים ביותר לעיבוד המידע במוח נקראים תאי עצב, או נוֹיְרוֹנִים. אשליות מסוימות, כמו זו שבסרטון, מתאפשרות בזכות שינוי אופן פעולתם של תאי העצב במוח.

בחלק מהאזורים במוח שאחראים על מערכת הראייה, יש תאי עצב מיוחדים, הרגישים לתנועה. כלומר - הם מגיבים כאשר הם מזהים, בעזרת העיניים, תנועה בכיוון מסוים. אם אנו יושבים בנחת, ופתאום ג'וק (תיקן, בעברית) רץ לכיווננו, אנו מבחינים בכך מיד, ורובנו גם מגיבים, בצרחת בהלה :-). לכל כיוון תנועה שאנחנו רואים יש תאי עצב שרגישים אליו. הנוירונים הללו פועלים כל הזמן, כלומר שולחים אותות חשמליים לתאים אחרים במוח. כשאנחנו רואים משהו זז, התאים הרגישים לתנועה בכיוון הזה מגבירים את הפעילות שלהם, כלומר שולחים יותר אותות חשמליים, והתאים שרגישים לכיוונים אחרים מפחיתים את רמת הפעילות – לפי ההבדל בין רמת הפעילויות של התאים השונים, המוח מבין לאן העצם זז.

איזון בין תאים

כשאנחנו מתבוננים בספירלה, נוירונים שמעדיפים את הכיוונים של תנועת הספירלה מגבירים את הפעילות. אבל המנגנונים האלה, שמותאמים אבולוציונית להגיב על אירועים מהירים, כמו סכנה שמתקרבת, או תנועת בעל חיים שאנו רוצים לצוד, "מתעייפים" אחרי זמן קצר. זו תכונה משותפת לחושים רבים במוח: למשל כאשר אנו נכנסים למקום עם ריח אופייני מסוים, כמו מאפייה או בית חולים, כעבור זמן קצר אנו מפסיקים להרגיש בריח הזה, לא בגלל שהוא נעלם אלא בגלל התעייפות והתרגלות של המוח. כך גם אנחנו מתרגלים למגע חולצה שלובשים ולא מרגישים אותה. בשפה המדעית אנו אומרים כי תאי העצב עברו תהליך של אַדַפְּטַצְיָה או התרגלות, לכן הפחיתו את תגובתם. להרחבה על התופעה ראו גם ניסוי ידיים חסרות המשקל. האדפטציה של פעילות התאים היא הסיבה לאשלייה בסרטון. 

כשאנו מתבוננים בספירלה זמן ארוך יחסית, התאים הרגישים לתנועה בכיוונים האלה עוברים אדפטציה, ומורידים את קצב הפעילות, אפילו פחות מתאים הרגישים לתנועה בכיוונים אחרים. אם אנו מפסיקים להתבונן בספירלה ועוברים מיד להתבונן במשהו אחר, התאים הרגישים לתנועה בכיוון הפוך עדיין פעילים יותר מאשר התאים הרגישים לכיוון התנועה של הספירלה, והמוח מפרש את המצב הזה כתנועה בכיוון הפוך מסיבוב הספירלה. 

את מה שמתרחש במוח במהלך הניסוי אפשר להמחיש בעזרת האיור:

איור הסבר להיווצרות תחושת תנועה מדומה אחרי שמתבוננים בספירלה מסתובבת, להרחבה ראו את המשך הכתבה | איורים וצילומים: אבי סאייג

 1.     כאשר לא רואים תנועה התאים במערכת הראייה במוח הרגישים לתנועה ולתנועה פנימה (צהוב) ולתנועה החוצה (אדום) פועלים באותו קצב (נמוך) בדיוק, כך שהמוח לא תופס שום תחושה של תנועה.

2.     כאשר מסתכלים בספירלה המסתובבת, הקווים הלולייניים שבה נעים לכיוון פנים, תאי העצב במערכת הראייה במוח שאחראים על תנועה פנימה מגבירים את קצב פעילותם, והתאים הרגישים לתנועה כלפי חוץ מחלישים פעילות. כך נוצרת תפיסה, או תחושה, של תנועה פנימה.

3.     עם הזמן, התאים הרגישים לתנועה פנימה מתחילים לעבור אדפטציה ולהחליש מעט את פעילותם, אך הם עדיין פועלים יותר מהתאים הרואים תנועה החוצה, כך שעדיין תופסים או מרגישים תנועה כלפי פנים.

4.  כאשר מפסיקים להסתכל על הספירלה ועוברים מיד להתבונן בעצם שאינו בתנועה, כמו כף היד, התאים שרגישים לתנועה החוצה פעילים כרגיל, כמו במצב שאנו לא רואים תנועה (שלב 1 באיור) – אבל יותר מהתאים שרגישים לתנועה פנימה, שגם אינם נחשפים עכשיו לתנועה פנימה, וגם ועברו אדפטציה ו'התעייפו'. במצב זה התאים שרגישים לתנועה פנימה פועלים פחות מכרגיל. התוצאה היא תחושה או תפיסה כאילו היד נעה כלפי חוץ. אשליה!

כאמור, מערכת הראייה מותאמת לטיפול באירועים מהירים. ההתאוששות מהאדפטציה נמשכת שניות אחדות בלבד, וכעבור זמן קצר מאוד התאים חוזרים לפעילות רגילה, כך שתמונה דוממת אכן נתפסת כדוממת.

השם המדעי של האשלייה זאת הוא Motion Aftereffect – בתרגום מילולי, "השפעה שלאחר תנועה" או "תגובת לוואי של (התבוננות ב) תנועה". הפילוסוף היווני אריסטו ציין אותה בכתביו כבר לפני כ-2,350 שנה.

אפשר להיתקל באשליית התנועה הזאת גם בחיי היום יום: אם מתבוננים במשך מספר שניות במפל מים זורמים, ואז מסתכלים סלע ליד המפל, ייראה לנו לזמן קצר כי הסלע נע כלפי מעלה. נסו לחשוב מדוע זה כך, לפי ההסבר בכתבה.