Kan du få elefanten att snurra åt andra hållet?

Hjärnan har en fascinerande förmåga att omvandla ett mönster av rörliga prickar på en platt skärm till inre bilder av roterande figurer i tre dimensioner. Fenomenet kallas structure from motion (SFM). Under vissa förutsättningar kan rotationen plötsligt byta riktning.

– Det blir som en gungbräda i huvudet mellan olika tolkningar, och tolkningarna sker på olika nivåer, säger Leo Poom, psykologiprofessor vid Uppsala universitet.

I en del av hjärnans synbark baktill i huvudet finns speciella nervceller som reagerar på rörelse till höger respektive vänster på nära eller längre håll. Efter ett tag blir nervceller kopplade till rotation i ena riktningen uttröttade. Det leder till att en elefant plötsligt kan börja snurra åt andra hållet.

Förändringen är en så kallad bottom-up-process. Den sker tidigt i hjärnans bearbetning av information från ögonens ljuskänsliga tappar och stavar.

I andra fall byter rotationen riktning till följd av egenskaper som hjärnan identifierar först efter en mer ingående analys av syninformationen. På denna högre nivå finns bland annat nervkretsar med en särskild förmåga att reagera på ansikten.

För egen del märker jag att elefanten ofta byter riktning när jag stirrar den rakt i ansiktet. Leo Poom förklarar att det till stor del beror på att vi är vana vid att se ansikten hos både människor och djur som utåtbuktande. Den roterande Charlie Chaplin-masken nedan är ett tydligt exempel.

– Vi ser aldrig ansikten inifrån, så det har vi ingen erfarenhet av.

Det betyder att min hjärna har goda skäl att uppfatta något som verkar vara ett ansikte som riktat mot mig – och att man kan använda detta top-down-trick till att få de virala synvillorna att byta riktning.

Ansiktslösa föremål är svårare.

Jag kämpar länge med en tekanna. Ett extra bekymmer är att rotationen åt andra hållet kräver att hjärnan inbillar sig att den ser kannan snett underifrån. Det är ovant. När jag själv hanterar tekannor brukar jag oftast se dem uppifrån. Men till slut lyckas jag ändå få den envisa kannan att byta håll.

Ett liknande fenomen gäller den så kallade Necker-kuben, som hjärnan har en tendens att tolka ur ett uppifrån-perspektiv. Det är rimligt med tanke på att vi lever i en värld där saker ofta står på marken.

För astronauter är det annorlunda. När de har varit i rymden länge utan den vanliga gravitationen bleknar känslan för uppåt och neråt. Forskning visar att de då får lättare att föreställa sig Necker-kuben underifrån som om den hängde i taket. Efter återkomsten till jorden får de tillbaka sin vanliga tendens att se kuben uppifrån.

Bilder och filmer som tvingar hjärnan att välja perspektiv har använts länge inom forskningen om synsinnet. De grundläggande mekanismerna bakom dagens virala SFM-filmer beskrevs av forskare i USA redan år 1953.

Bland pionjärerna inom fältet finns svensken Gunnar Johansson (1911–1998) som var psykologiprofessor i Uppsala. Han utforskade också biologisk rörelse, till exempel hur ett fåtal punkter motsvarande leder på en person räcker för att vi omedelbart ska föreställa oss en tredimensionell kropp i rörelse.

Gunnar Johansson beskrev hur synsinnets sensoriska signaler formar en helhet. Senare forskning har visat att tolkningen samtidigt påverkas av tidigare erfarenheter i processer uppifrån och ner. Ett tecken på det är att det blir svårare att tolka figurerna om de visas upp och ner.

Intressant i sammanhanget är att astronauter känner igen biologiska rörelser nästan lika bra vare sig de är upp och ned eller rättvända.

Våra sinnen riktar mycket uppmärksamhet mot kroppar i rörelse. Ofta verkar de komma mot oss. Det är begripligt med tanke på att möten och sociala interaktioner är viktiga för oss människor. Följden blir att en kropp som ser ut att gå i cirklar ofta byter riktning så att den blir synlig framifrån. När samma kropp presenteras som en roterande staty minskar tendensen att ständigt se den framifrån, och då blir det svårare att se den byta riktning.

Hjärnan använder ofta tidigare erfarenheter och andra genvägar för att sortera sinnesintryck så att världen blir begriplig. Det gäller oss alla. Samtidigt finns det smärre skillnader i hur olika individer reagerar på tvetydiga sinnesintryck. Personer med en autismdiagnos kan till exempel ha svårt att skifta perspektiv på vissa figurer, men lättare på andra.

En annan faktor som hänger samman med förmågan att skifta perspektiv är neuroticism – benägenheten att känna oro och andra negativa känslor. Neuroticism är ett av de fem personlighetsdragen i femfaktormodellen, Big Five.

– De som får höga poäng i tester för neuroticism tenderar att se skiftningar ofta, säger Leo Poom.