Οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές μπορούν να κάνουν υπολογισμούς με εκπληκτική ταχύτητα, αλλά δεν μπορούν να πλησιάσουν την ικανότητα της ανθρώπινης όρασης να συγκροτεί μια συνεκτική εικόνα από ασαφή κομμάτια διάσπαρτα μέσα σε μια ευρύτερη εικόνα. Ο εγκέφαλος φαίνεται να επικεντρώνει με μεγάλη ευκολία στη σωστή ερμηνεία των οπτικών πληροφοριών, χρησιμοποιώντας ενσωματωμένη στα νευρωνικά του κυκλώματα γνώση για τη στατιστική του φυσικού κόσμου, έτσι ώστε να απορρίπτει αυτοστιγμεί τις απίθανες ερμηνείες.

Αυτή η εκπληκτική ικανότητα φαίνεται καθαρά από την περίφημη ψευδαίσθηση τετραγώνου, του Ιταλού ψυχολόγου Γκαετάνο Κανίτζα και του νευροψυχολόγου Ρίτσαρντ Γκρέγκορι (εικ. 1). Η ανθρώπινη όραση δείχνει να τεμαχίζει την εικόνα για να βρει τις γραμμές ή τις επιφάνειες αντικειμένων, έτσι ώστε οι ανώτερες λειτουργίες του εγκεφάλου να μπορέσουν στη συνέχεια να ταυτοποιήσουν τα αντικείμενα αυτά και να αντιδράσουν κατάλληλα. Είναι λάθος, όμως, να υποθέσει κανείς ότι τα ευθύγραμμα τμήματα που βρίσκονται πάνω στην ίδια νοητή ευθεία είναι αρκετά για να «γεμίσει» ο εγκέφαλος το κενό ανάμεσά τους. Στην εικόνα 2 δε δημιουργείται η ψευδαίσθηση του αντικειμένου, άρα το κρίσιμο στοιχείο φαίνεται να είναι η υπονοούμενη απόκρυψη.

Στις εικόνες 3 και 4, γίνεται απλή υπέρθεση της εικόνας 1 πάνω από ένα σχήμα σκακιέρας με άσπρα και γκρι τετραγωνάκια. Παρατηρήστε ότι στην εικόνα 4 το φανταστικό περίγραμμα του αντικειμένου εξαφανίζεται. Ο εγκέφαλος αντιλαμβάνεται ότι το ορθογώνιο πρέπει να είναι αδιαφανές για να κρύβει τους τέσσερις μαύρους δίσκους. Αλλά αν είναι αδιαφανές πώς μπορεί να φαίνονται μέσα απ' αυτό τα τετραγωνάκια; Γι' αυτό ο εγκέφαλος απορρίπτει αυτή την αντίληψη των πραγμάτων (την ψευδαίσθηση). Στην εικόνα 3, όμως, τα τετραγωνάκια ταιριάζουν με τα άκρα των τριών μαύρων κύκλων από τους οποίους λείπει ένα τεταρτοκύκλιο. Το υποτιθέμενο τετράγωνο που κρύβει τα τεταρτοκύκλια επανεμφανίζεται και η ψευδαίσθηση είναι μάλιστα ακόμα πιο έντονη απ' ό,τι χωρίς το καρό υπόβαθρο. Οταν πολλές πηγές πληροφορίας για μια ακμή (σε αυτή την περίπτωση οι διαφορετικής φωτεινότητας πλευρές των τετραγώνων και οι φανταστικές που υπονοούνται από την απόκρυψη) συμπίπτουν στο χώρο, ο εγκέφαλος εκλαμβάνει αυτό το συνταίριασμα ως ισχυρή απόδειξη ότι η ακμή είναι πραγματική.

Γιατί όμως στην εικόνα 5 το φανταστικό ορθογώνιο εξαφανίζεται; Το φαινόμενο οφείλεται σε μια ιδιαιτερότητα του «υλικού» και όχι του «λογισμικού» του εγκεφάλου, όπως συνέβαινε στην προηγούμενη περίπτωση. Τα μικρότερα ασπρόμαυρα τετραγωνάκια έχουν την ίδια μέση φωτεινότητα όπως και οι γκρι λειψοί κύκλοι. Οι νευρώνες που συνάγουν τις φανταστικές ακμές του ορθογωνίου, λόγω του τρόπου που εξελίχτηκαν βιολογικά, μπορούν να εντοπίσουν μόνο εκείνες τις ακμές που εμφανίζουν διαφορές φωτεινότητας. Επειδή οι λειψοί κύκλοι είναι κατά μέσο όρο το ίδιο γκρι όπως και το υπόβαθρο (απλώς πιο λεπτόκοκκοι), ο εγκέφαλος δεν αντιλαμβάνεται πια τις φανταστικές ακμές του ορθογωνίου.

Στην εικόνα 6 γίνεται υπέρθεση ενός φανταστικού κύκλου σε ένα απλό γκρι ντεγκραντέ (γραμμική διαβάθμιση χρώματος). Η περιοχή που περικλείει ο φανταστικός κύκλος φαίνεται σα να προεξέχει από τη σελίδα (ιδίως αν κλείσετε ελαφρά τα μάτια σας για να μην είναι τόσο σαφής η εικόνα). Ο εγκέφαλος συνάγει ότι η διαβάθμιση χρώματος πρέπει να οφείλεται σε μια κυρτή επιφάνεια που φωτίζεται από πάνω και ο φανταστικός κύκλος αλληλεπιδρά με αυτή την εντύπωση για να δημιουργήσει την τελική εντύπωση μιας σφαίρας. Ωστόσο, αν υπερθέσουμε έναν «πραγματικό», λεπτό, μαύρο κύκλο φτιαγμένο με βάση μια διαφορά φωτεινότητας πάνω στη διαβάθμιση χρώματος, τότε δεν εμφανίζεται καμιά προεξοχή. Στην περίπτωση αυτή, ένα φανταστικό περίγραμμα φαίνεται πιο αληθινό από ένα πραγματικό περίγραμμα!

Ηδη από τη δεκαετία του 1960 είχαν εντοπιστεί νευρώνες σε περιοχές του εγκεφάλου, που πυροδοτούν μόνο όταν γραμμές συγκεκριμένου προσανατολισμού εμφανιστούν στο οπτικό πεδίο που ελέγχουν. Πολλοί απ' αυτούς τους νευρώνες πυροδοτούν μόνο όταν επεξεργαστούν γραμμές συγκεκριμένου μήκους. Σύμφωνα με ορισμένους επιστήμονες αυτά τα κύτταρα σηματοδοτούν τις υπονοούμενες αποκρύψεις.

Αν θέλετε να δείτε μια ένδειξη για την ύπαρξη αυτών των νευρώνων παρατηρήστε σταθερά επί μερικά δευτερόλεπτα την κόκκινη βούλα στην εικόνα 3. Θα παρατηρήσετε ότι η ψευδαίσθηση του ορθογωνίου χάνεται, παρότι συνεχίζετε με την περιφερειακή σας όραση να βλέπετε τα τετραγωνάκια και τους λειψούς κύκλους. Τα κύτταρα που σηματοδοτούν τις φανταστικές ακμές του ορθογωνίου «κουράζονται» από τη συνεχή πυροδότηση και εξαντλούν προσωρινά τους χημικούς νευροδιαβιβαστές τους, αδυνατώντας να συνεχίσουν την ενεργοποίησή τους. Αν όμως κουνήσετε λίγο τα μάτια σας, η ψευδαίσθηση επανεμφανίζεται, γιατί μια νέα, «φρέσκια» ομάδα κυττάρων αναλαμβάνει έργο. Προφανώς οι νευρώνες των φανταστικών ακμών «κουράζονται» πιο εύκολα από τους νευρώνες που σηματοδοτούν τις πραγματικές άκρες των τετραγώνων και των λειψών κύκλων.