Η οπτική αντίληψη που έχουμε για τα πράγματα είναι αποτέλεσμα συγκεκριμένων υποθέσεων που κάνει αυτόματα ο εγκέφαλός μας για τον κόσμο που μας περιβάλλει, ώστε να εξαλείψει - άλλοτε σωστά και άλλοτε λαθεμένα - την ασάφεια που ενυπάρχει στα δεδομένα (π.χ. το αντεστραμμένο είδωλο ενός ανθρώπου πάνω στον αμφιβληστροειδή μπορεί να έχει τις ίδιες διαστάσεις όταν προέρχεται από ένα νάνο που βλέπουμε από κοντά ή από ένα γίγαντα που βλέπουμε από μακριά). Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τις οφθαλμαπάτες για να αποκαλύψουν τους κρυφούς κανόνες και υποθέσεις (αποτέλεσμα της μακρόχρονης εξέλιξης του είδους μας) στις οποίες βασίζεται ο ανθρώπινος εγκέφαλος για να εξαλείφει την αμφισημία και την ασάφεια στις πληροφορίες που εισρέουν από τα οπτικά νεύρα. Μια ειδική κατηγορία οφθαλμαπατών είναι αυτές που σχετίζονται με τη σκίαση των αντικειμένων.

Στην εικόνα (a) οι δίσκοι παρουσιάζουν ασάφεια. Μπορεί κανείς να θεωρήσει την πάνω σειρά είτε σαν κυρτές σφαίρες ή αν θέλετε σαν «αυγά», που φωτίζονται από αριστερά και την κάτω σειρά σαν κοιλότητες ή το αντίστροφο. Αυτή η παρατήρηση δείχνει ότι τα οπτικά κέντρα του εγκεφάλου έχουν ενσωματωμένη την εικασία ότι μια μοναδική πηγή φωτός φωτίζει ολόκληρη την εικόνα, πράγμα λογικό, με δεδομένο ότι εξελιχτήκαμε σε έναν πλανήτη που φωτίζεται μόνο από έναν ήλιο. Αν μεταθέσετε με το μυαλό σας την πηγή φωτός από τα αριστερά προς τα δεξιά, μπορείτε να κάνετε τα αυγά να σας φανούν σαν κοιλότητες και τις κοιλότητες σαν αυγά.

Στην εικόνα (b), οι δίσκοι που φωτίζονται από πάνω (αριστερά) φαίνονται πάντοτε σαν αυγά και εκείνοι που φωτίζονται από κάτω (δεξιά) φαίνονται σαν κοιλότητες. Αρα μια άλλη εικασία που κάνει το οπτικό μας σύστημα είναι ότι περιμένει τη μοναδική φωτεινή πηγή να φωτίζει από πάνω. Αν αναποδογυρίσετε τη σελίδα, θα διαπιστώσετε ότι αυτόματα οι δίσκοι που σας φαίνονταν σαν αυγά φαίνονται τώρα σαν κοιλότητες και το αντίστροφο. Το εντυπωσιακότερο είναι ότι αυτή η εικασία πως το φως λάμπει από πάνω από το κεφάλι μας διατηρείται ακόμα και αν αναποδογυρίσουμε το κεφάλι μας. Ζητήστε από κάποιον να σταθεί πίσω σας και να κρατήσει αυτή τη σελίδα κανονικά (δηλαδή με το πάνω μέρος της προς τα πάνω) και σκύψτε ώστε να τη δείτε μέσα από τα πόδια σας. «Αυγά» και κοιλότητες και πάλι αντιστρέφονται, όπως όταν είχατε αναποδογυρίσει τη σελίδα. Αυτό συμβαίνει γιατί ενώ τα σήματα από το κέντρο ισορροπίας του εσωτερικού αυτιού ερμηνεύονται έτσι ώστε να μη νομίσετε πως αναποδογύρισε ο κόσμος, τα σήματα αυτά δεν μπορούν να διορθώσουν την αντίληψη για το πού βρίσκεται ο ήλιος.

Γίνεται φανερό ότι η όραση διαμεσολαβείται από πολλαπλά παράλληλα συστήματα επεξεργασίας πληροφοριών μέσα στον εγκέφαλο. Μερικά απ' αυτά συνδέονται με το σύστημα ισορροπίας, ενώ άλλα, όπως εκείνο που χειρίζεται το σχήμα με βάση τη σκίαση, δε συνδέονται. Ο λόγος ίσως είναι ότι μια τέτοια διόρθωση της εικόνας θα ήταν πολύ δαπανηρή από βιολογικής πλευράς. Ετσι κι αλλιώς, οι πρόγονοί μας συνήθως κρατούσαν το κεφάλι τους προς τα πάνω και έτσι δεν τους ήταν απαραίτητη μια τέτοια λειτουργία, ώστε να επιλεγεί εξελικτικά.

Βλέποντας την εικόνα (c) θα διαπιστώσετε ότι σχεδόν στιγμιαία μπορείτε να διαχωρίσετε τα «αυγά» από τις κοιλότητες και να τα ομαδοποιήσετε στο μυαλό σας. Οπως έχουν διαπιστώσει εδώ και δεκαετίες οι επιστήμονες, μόνο μερικά από τα στοιχειώδη χαρακτηριστικά μιας εικόνας και ειδικότερα εκείνα που εξάγονται στις πρώτες φάσεις της οπτικής επεξεργασίας, «ξεπετάγονται» περίοπτα και μπορούν να ομαδοποιηθούν μ' αυτόν τον τρόπο. Για παράδειγμα, ο εγκέφαλος μπορεί να διακρίνει μια ομάδα από κόκκινες ράβδους σε ένα υπόβαθρο από πράσινες, αλλά δεν μπορεί να ομαδοποιήσει ανθρώπους που χαμογελούν σε ένα υπόβαθρο ανθρώπων που είναι συνοφρυωμένοι. Το χρώμα είναι κι αυτό ένα θεμελιώδες χαρακτηριστικό που εξάγεται νωρίς, ενώ το πολύπλοκο χαμόγελο δεν είναι. Για τον πρωτόγονο άνθρωπο είχε μεγάλη σημασία να μπορεί να διακρίνει ταχύτατα ότι αυτές οι κίτρινες κηλίδες μέσα στην πράσινη φυλλωσιά στο βάθος είναι το κεφάλι ενός λιονταριού...

Το γεγονός της ομαδοποίησης των «αυγών» στην εικόνα (c) σημαίνει ότι η σκίαση, όπως και το χρώμα, εξάγεται νωρίς στην οπτική επεξεργασία. Το συμπέρασμα αυτό επιβεβαιώθηκε πρόσφατα με την καταγραφή της δραστηριότητας στους νευρώνες πιθήκων, αλλά και από αντίστοιχες έρευνες σε ανθρώπους.

Στην εικόνα (d), όπου οι δίσκοι έχουν ίδιες πολικότητες φωτεινότητας όπως στο (c) (δηλαδή λευκό εκεί που ήταν πιο φωτεινό και μαύρο εκεί που ήταν πιο σκοτεινό), δεν μπορεί να γίνει ομαδοποίηση. Απ' αυτό φαίνεται η σημασία της αντίληψης του βάθους (που παρέχει η σκίαση) σαν στοιχείο που εξάγεται νωρίς κατά την οπτική επεξεργασία.

Στην πορεία εκατομμυρίων ετών, η εξέλιξη των ειδών έχει «ανακαλύψει» και έχει εκμεταλλευτεί τις ιδιαιτερότητες της σκίασης. Οι γαζέλες έχουν λευκές κοιλιές και σκούρες ράχες (ανάποδη σκίαση) ώστε να εξουδετερώνουν το αποτέλεσμα του φωτισμού τους από πάνω. Ετσι γίνονται πιο δυσδιάκριτες μέσα στο τοπίο, ενώ ταυτόχρονα φαίνονται και πιο αδύνατες, άρα λιγότερο λαχταριστές σαν θηράματα. Οι κάμπιες επίσης έχουν ανάποδη σκίαση, ώστε να μοιάζουν περισσότερο με τα επίπεδα φύλλα πάνω στα οποία ζουν. Ενα μόνο είδος έχει κανονική σκίαση, γεγονός που παραξένεψε τους επιστήμονες, μέχρι που διαπίστωσαν ότι το συγκεκριμένο είδος κάμπιας συνήθως βρίσκεται κρεμασμένο ανάποδα κάτω από τα φύλλα. Ενα είδος χταποδιού έχει ακόμα και τη δυνατότητα να αλλάζει το είδος σκίασής του (πιο σκούρο πάνω ή πιο σκούρο κάτω) ανάλογα με το αν στέκεται όρθιο ή είναι αναποδογυρισμένο!

Οι περισσότεροι άνθρωποι όταν βλέπουν κάποια οφθαλμαπάτη νιώθουν άβολα, λόγω της ανασφάλειας που τους δημιουργεί σχετικά με τη σημαντικότερη αίσθηση: την όραση. Ομως το γεγονός ότι μερικοί σκιασμένοι δίσκοι μπορούν να αποκαλύψουν τις εικασίες που κάνει το οπτικό μας σύστημα κι ακόμα το πώς αυτές οι εικασίες προέκυψαν από τις εξελικτικές προσαρμογές και ταυτόχρονα επέδρασαν πάνω σ' αυτές, δείχνει ότι οι οφθαλμαπάτες είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για την κατανόηση της φύσης και του μηχανισμού της αντίληψης.