วิทย์ประถม: การมองเห็น ภาพลวงตา

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เราพูดคุยกันเรื่องการมองเห็น ส่วนประกอบของตา จุดบอดของตา สมองวาดภาพต่างๆจากสัญญาณไฟฟ้าจากประสาทตา และตัวอย่างภาพลวงตา เด็กๆประถมปลายหัดทำภาพลวงตาหนอนสีน้ำเงินและสีเหลืองกระดึ๊บไม่พร้อมกัน

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ผมถามเด็กๆว่าเรามองเห็นได้อย่างไร ต้องใช้อวัยวะอะไรบ้าง เด็กๆก็ตอบกันว่าต้องมีลูกตา ต้องมีสมอง เราจึงคุยกันก่อนว่าลูกตาทำอะไร

เรามองเห็นได้โดยแสงวิ่งไปกระทบกับจอรับแสง (เรตินา, Retina) ที่ด้านหลังข้างในลูกตา แต่บังเอิญตาของคนเราวิวัฒนาการมาโดยมีเส้นเลือดและเส้นประสาทอยู่บนผิวของจอรับแสง เมื่อจะส่งสัญญาณไปตามเส้นประสาทไปยังสมอง เส้นประสาทจะต้องร้อยผ่านรูอันหนึ่งที่อยู่บนจอรับแสง รอบบริเวณรูนั้นจะไม่มีเซลล์รับแสง ดังนั้นถ้าแสงจากภายนอกลูกตาไปตกลงบนบริเวณนั้นพอดี ตาจะไม่สามารถเห็นแสงเหล่านั้นได้ บริเวณรูนั้นจึงเรียกว่าจุดบอด หรือ Blind Spot นั่นเอง

จุดบอดหรือ Blind spot อยู่ตรงที่เส้นประสาทรวมกันเป็นเส้นลากจากภายในลูกตาออกมาด้านหลัง ไปยังสมองในที่สุด
(ภาพจาก http://transitionfour.wordpress.com/tag/blind-spot/)

ตาของปลาหมึกทั้งหลายจะไม่มีจุดบอดแบบสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอย่างเราครับ เนื่องจากเส้นประสาทของปลาหมึกอยู่หลังจอรับแสง จึงไม่ต้องมีการร้อยผ่านรูในจอรับแสงแบบตาพวกเรา  

วิธีดูว่าเรามีจุดบอดก็ทำได้ง่ายมากครับ แค่เขียนตัวหนังสือตัวเล็กๆบนแผ่นกระดาษสองตัว ให้อยู่ในแนวบรรทัดเดียวกันแต่ห่างกันสักหนึ่งฝ่ามือ จากนั้นถ้าเราจะหาจุดบอดในตาขวา เราก็หลับตาซ้าย แล้วใช้ตาขวามองตัวหนังสือตัวซ้ายไว้นิ่งๆ จากนั้นเราก็ขยับกระดาษเข้าออกให้ห่างจากหน้าเราช้าๆ ที่ระยะๆหนึ่งเราจะไม่เห็นตัวหนังสือตัวขวา นั่นแสดงว่าแสงจากตัวหนังสือตัวขวาตกลงบนจุดบอดเราพอดี  

ถ้าจะหาจุดบอดในตาซ้าย เราก็ทำสลับกับขั้นตอนสำหรับตาขวา โดยเราหลับตาขวาแล้วใช้ตาซ้ายมองตัวหนังสือตัวขวาไว้นิ่งๆ อย่ากรอกตาไปมา แล้วเราก็ขยับกระดาษให้ใกล้ไกลหน้าเราช้าๆ ที่ระยะหนึ่งตัวหนังสือตัวซ้ายจะหายไปเพราะแสงจากหนังสือตัวซ้ายตกลงบนจุดบอดตาซ้ายของเราพอดี 

ถ้าไม่มีกระดาษลองใช้ตัวหนังสือข้างล่างนี่ก็ได้ครับ แต่อาจต้องขยับหน้าเข้าใกล้จอคอมพิวเตอร์หน่อย:    

A                                                                                              B    


ลองหลับตาซ้ายแล้วใช้ตาขวามองตัว A ดู ตอนแรกจะเห็นตัว B ด้วย แต่ถ้าขยับหน้าเข้าใกล้จอคอมพิวเตอร์ที่ระยะที่เหมาะสม อยู่ๆตัว B ก็จะหายไป และจะเห็นพื้นขาวแถวๆนั้นแทน   ที่น่าสนใจก็คือสมองเราจะมั่วเองขึ้นมาเลยว่าเราควรจะเห็นอะไรตอนที่แสงจากตัวอักษรตกลงบนจุดบอดพอดี แทนที่จะเห็นจุดดำๆเพราะไม่มีแสงตรงจุดบอด สมองวาดรูปให้เสร็จเลยว่าควรจะเห็นสีพื้นข้างหลังของตัวอักษร อันนี้เป็นตัวอย่างแรกที่เด็กๆได้เข้าใจว่าสมองเรามีความสามารถ “มั่ว” แค่ไหนครับ 

เด็กๆเขียน A และ B แล้วหาจุดบอดในตาของเขากัน:

เมื่อเรารู้ว่าเรามองเห็นได้อย่างไร เราก็คุยกันว่าการที่คนเราจะตาบอดมองไม่เห็น จะเกิดจากสาเหตุอะไรได้บ้าง เราก็รวบรวมได้ว่าเราจะตาบอดถ้า ลูกตาแตกเสียหาย เลนส์ตาขุ่น (เช่นจากต้อ) เรตินาพัง (เช่นนักมวยถูกชกหัวกระเด้งไปมาจนเรตินาหลุดจากหลังลูกตา) เส้นประสาทพัง หรือสมองส่วนที่วาดภาพจากสัญญาณจากตาพัง

สำหรับเด็กประถมต้น ผมให้เด็กๆดูภาพต่างๆที่เด็กๆจะเห็น “หน้า” ในวัตถุครับ ตัวอย่างเช่น:

สมองพวกเราซึ่งเป็นสัตว์สังคม มีความสามารถในการตรวจจับหน้าของคนหรือสัตว์อื่นๆ เพราะความสามารถในการอ่านท่าทางและอารมณ์มีความสำคัญในการดำรงชีวิต แต่ก็จะเห็น “หน้า” ในวัตถุต่างๆที่ไม่มีหน้าจริงๆ ยกตัวอย่างที่โด่งดังก็คือหน้าคนบนดาวอังคาร (The Face on Mars) ที่ยานอวกาศถ่ายรูปมาหลายสิบปีก่อน:

เมื่อเวลาผ่านไป มีภาพถ่ายบริเวณเดิมที่คุณภาพสูงขึ้น ทำให้เราเห็นว่ามันเป็นเนินเขาที่บังเอิญมีแสงเงาทำให้เราตีความเป็นหน้าคนครับ:

ถ้าเราหรี่ตาให้ภาพเบลอๆ เราก็จะเห็นหน้าอีกครับ

ให้เด็กๆดูบางส่วนขอคลิปนี้ที่เราเห็น “ประตู” บนดาวอังคารด้วย:

พวกเราดูคลิปวิดีโอที่แสดงว่าเราจะเห็นชัดๆได้ในบริเวณเล็กๆด้านหน้าของเราเท่านั้น ภาพที่อยู่นอกบริเวณนั้นจะไม่ชัด คลิปเป็นแบบนี้ครับ:

ให้เด็กๆไปพยายามสังเกตว่าตาของเพื่อนจะขยับไปมาเรื่อยๆเสมอเพื่อดูให้ชัดทั่วๆด้วยครับ (saccadic eye movement)

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมให้ดูภาพลวงตาอันนี้ด้วย:

เราทุกคนจะเห็นว่ากล่องสีเหลืองและสีน้ำเงินขยับไม่พร้อมกันเวลามันไม่แตะกัน แต่ถ้าเราหยุดภาพแล้วพิมพ์ออกมาวัด เราจะพบว่าทุกกล่องเคลื่อนที่ขึ้นลงพร้อมๆกันครับ

เราตัดกระดาษเพื่อทำภาพลวงตาแบบนี้ด้วย วิธีดังในคลิปนี้:

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.