As Linhas e o cérebro

“Não existem linhas na natureza, apenas áreas de cor, umas contra as outras”, disse Edouard Manet. 

Talvez não. Mas, pela mesma lógica, também não existem cores na natureza. Linhas e cores são fenómenos que se manifestam no nosso cérebro. A esse nível, as linhas são muito reais. Perceber limites é um aspecto fundamental de nossa vida como criaturas visuais. Está embutido em nossa percepção. De acordo com o neurocientista neurocientista candidato a PhD Carl Schoonover: “As linhas são o pão com manteiga da nossa experiência visual. Eles definem árvores, horizontes, as bordas de coisas que não queremos esbarrar. Nosso sistema visual é projetado para extrair rapidamente essas informações significativas a fim de dar sentido ao mundo. Consequentemente, a área do córtex visual que primeiro processa as informações vindas dos olhos é configurada de uma maneira que reflete essa preferência por linhas. ” 

Citação de Carl Schoonover em “Portraits of the Mind,” (2010) Imagens de: Vanderpoel, The Human Figure, 1908 Norton, perspectiva à mão livre e desenho Lines and the Brain Series, 

Para os artistas, uma linha é uma entidade geométrica poderosa, seja uma marca reta ou curva em um pedaço de papel. De acordo com o autor de neurobiologia Carl Schoonover, o desenho de Picasso (em baixo) mostra que podemos distinguir as formas facilmente com algumas linhas, que ele diz “explora a predileção de nosso sistema visual pela linha”.

Ontem comecei a fazer algumas perguntas: as linhas são meramente construções abstratas - convenções artificiais - que inventamos para representar a natureza? Pertencem ao mundo real e ao nosso cérebro? Elas refletem algo essencial que acontece no nosso cérebro quando olhamos para o mundo?

Essas podem ser questões delicadas para artistas que fazem a maior parte de seu trabalho em linha. Muitas vezes são levados a sentir que o que fazem é apenas uma etapa preliminar ou que não é tão avançada quanto o que um pintor faz. Na verdade, o gerenciamento da linha é uma das habilidades mais sofisticadas que um artista pode dominar e corresponde a algumas das experiências mais essenciais e poderosas de percepção visual.

Usamos linhas para descrever várias coisas:

1. Um limite de uma forma (B, acima). 

2. Uma borda de uma marcação de superfície (A). 

3. Uma mudança de plano dentro de uma forma (C). 

4. Ou uma borda de uma sombra projetada (D). 

5. Além disso, uma linha pode descrever uma forma estreita, como um galho de árvore ou um pedaço de espaguete.

O limite de uma forma pode ser considerado um tipo de linha. Algumas imagens, como este pôster de Maxfield Parrish, podem ser compostas inteiramente por formas sobrepostas. 

 No nível inicial do processamento visual, os grupos de neurônios no córtex visual começam a processar os limites da forma de maneira semelhante à que processam contornos desenhados em papel branco. Mas, como veremos a detecção de bordas é apenas uma etapa preliminar no reconhecimento de objetos. O cérebro constrói uma compreensão da forma e do espaço combinando informações de muitas pistas diferentes.

O nosso sistema visual não tem problemas para separar limites, marcas de superfície, mudanças de plano e sombras projetadas. Mas não são tarefas triviais quando você está tentando educar um computador, mesmo um computador inteligente, para ver. A detecção de bordas e a extração de recursos são fronteiras estimulantes para pessoas na interseção da ciência da computação e da percepção visual. 

Independentemente de como nós os definimos, as linhas ou bordas são um tópico interessante agora por causa dos novos avanços na ciência da visão. A neuroimagem e outras ferramentas usadas para analisar a função cerebral estão aumentando rapidamente a compreensão de como o sistema visual interpreta as linhas que encontramos no mundo ao nosso redor. 

O córtex visual primário, que fica na parte posterior do cérebro, tem cerca de 140 milhões de neurônios. Esses neurônios são organizados em grupos especializados em classificar as informações em várias propriedades. Alguns grupos de neurônios chamados colunas de orientação respondem preferencialmente a linhas verticais, alguns a linhas horizontais. Na imagem em cima criada a partir do córtex visual de um macaco macaque, agrupamentos neurais com diferentes funções são agrupados por cor. Outros grupos de neurônios respondem ao tamanho, cor e forma. Alguns são ajustados para responder ao movimento vertical e outros ao movimento radial.

As colunas de orientação percebem uma linha vertical como vertical, mesmo se a cabeça estiver inclinada ou se as linhas estiverem recuando na perspectiva de três pontos?

 “As colunas de orientação percebem a orientação em relação aos padrões de luz que atingem a retina. Portanto, se olhar para uma linha vertical e inclinar sua cabeça 90 graus, os neurônios que respondem às linhas verticais ficarão em silêncio (também conhecido como essa coluna de orientação ficará em silêncio), enquanto os neurônios / colunas de orientação silenciosos anteriormente "preferenciais horizontais" serão ativados.

No entanto,  ainda podemos perceber a linha vertical como vertical, mesmo que tenhamos a cabeça inclinada. Isso ocorre porque há muito mais no sistema visual do que apenas uma representação um-para-um do espaço visual no espaço cortical. Em áreas superiores de processamento, é possível manter uma representação mais flexível do ambiente de alguém, independentemente do padrão exato de luz que atinge a retina. ”

 “Isso se deve em parte aos sinais 'Helmholtzianos'” (uma hipótese secular que postula a estabilidade das imagens apesar dos movimentos de nossa cabeça).

 “Isso é útil por muitas razões - por exemplo, as nossas cabeças movem-se constantemente enquanto caminhamos, enquanto os nossos olhos sacodem através do espaço visual ... mas mesmo assim a nossa experiência visual permanece bastante estável.

O cérebro visual usa muitas pistas, não apenas linhas, para juntar as peças de sua compreensão do mundo.

Mesmo na ausência de contornos, registamos as formas de maneira fácil e automática. A ilusão do quadrado de Kanisza mostra que certos arranjos de formas criam a percepção de uma forma onde não existe linha.

Mesmo na ausência de contornos, registamos as formas de uma maneira fácil e automática. A ilusão do quadrado de Kanisza mostra que certas composições formais criam a sensação de uma forma onde não existe linha.