Illusionen av att kasta skyskrapor i Hong Kong ger nu insikter om hur hjärnan skiljer sig upp och ner, säger forskare.
Ett populärt sätt att titta på Hong Kongs silhuett som miljontals människor drar nytta av varje år är att åka en spårvagn där upp Victoria Peak, det högsta berget på Hong Kong Island.
"På en resa märkte jag att stadens skyskrapor bredvid spårvagnen började vara mycket lutade, som om de föll, vilket vem som helst med sunt förnuft vet är omöjligt," sa huvudforskaren Chia-huei Tseng, en kognitiv psykolog vid University of Hong Kong. "De andra passagerarnas gaspar sa till mig att jag inte var den enda som såg det."
Skyskraporna verkar falla bort från passagerare, mot toppen av berget, där spårvagnen går, förklarade Tseng.
"När spårvagnen åker till toppen känner jag ibland att jag reser genom en grupp av lutande torn i Pisa, förutom att dessa byggnader är lätt 20 till 30 våningar höga, och de verkar luta mycket mer, högst 30 grader än det lutande tornet i Pisa, som lutar 4 till 5,5 grader, "berättade hon för LiveScience.
Illusionen kvarstår, "även efter att jag sa till mig själv kan det inte vara sant", sa Tseng. "Även efter två år med att rida upp och ner och samla mer än 200 resor är det fortfarande lika starkt som första gången jag såg det."
Vertikal illusion
Den mänskliga hjärnan utmärker sig vanligtvis när man uppfattar vertikalitet - vid berättelse från ner.
"Det bästa exemplet är när vi vaknar upp i sängen," sa Tseng. "Allt vi ser från våra ögon är 90 grader från när vi ser det på en stående ställning. Men vi känner inte att världen vippar 90 grader."
Människor litar på minst fyra olika sensoriska system för att uppfatta vertikalitet. Förutom visuella signaler berättar hjärnan också uppifrån och ner med hjälp av signaler från beröring, såväl som från det vestibulära systemet baserat i det inre örat, som använder rör med vätska för att avslöja hur kroppen är placerad, och det proprioseptiva systemet, som uppfattar platsen för varje del av kroppen och hur mycket ansträngning de behöver för att röra sig.
Detta betyder även när vi tittar på världen medan vi ligger platt, "vår hjärna vet att våra kroppar ligger platt", sa Tseng. Som sådan justerar hjärnan bilden som ögat uppfattar.
Konstigt nog fortsätter illusionen i Hong Kong trots att människor har fullständig tillgång till visuella signaler från omvärlden via tramens öppna fönster. Liknande visuella illusioner som forskare studerar i laboratoriet misslyckas ofta när människor kan se mer än ett tecken på var upp och ner verkligen är.
För att avslöja ursprunget till denna illusion undersökte Tseng och hennes kollegor den under olika förhållanden. De tyckte att den upplevda lutningen var störst på åkattraktioner på natten, kanske på grund av en brist på visuella signaler om vertikalitet. Dessutom upptäckte de att illusionen minskade avsevärt när passagerare stod upp, vilket förstärkte känslan av tyngdkrafts drag.
Att dölja fönsterramarna på spårvagnen hjälpte också till att minska illusionen avsevärt. När spårvagnen lutar när den går uppåt, visar de raka linjerna i fönsterkarmarna och andra funktioner de vertikala linjerna för skyskraporna verkar lutade.
Varför illusionen kvarstår
Ingen enda justering som forskarna genomförde räckte emellertid för att eliminera illusionen.
"Våra erfarenheter och vår lärda kunskap om världen - att byggnader ska vara vertikala - räcker inte för att avbryta vår hjärns felaktiga slutsats," sa Tseng.
Kombinationen av rörelse, sluttning och utsikten från spårvagnen leder uppenbarligen till ett scenario där "våra hjärnor inte kan ge ett tillförlitligt svar," sa Tseng.
Labstudier av hur människor upptäcker vertikalitet brukar titta på hur systemen som bestämmer vertikaliteten fungerar separat, inte tillsammans. Dessa nya resultat tyder på att alla sinnen måste arbeta tillsammans för att avskaffa illusionen.
"Denna lutande illusion är en demonstration av den begränsning som vår hjärna måste representera vertikalitet exakt," sade Tseng.
Framtida forskning kan försöka experimentellt återskapa illusionen i labbet. Till exempel har forskarna lånat en tandstol från University of Hong Kongs tandvårdsskola som gör det möjligt för dem att få plats på personer på samma lutning som de som upplevdes när de satt i spårvagnen. "Vi använder detta för att förstå om vår vertikala mening är på samma sätt förvrängd med liknande kroppsvinklar utan rörelse," sade Tseng.
Forskarna skulle också vilja arbeta med körsimulatorer som kan skapa liknande rörelser, hastighet och lutningar som i spårvagnen. "Detta är vårt bästa hopp att bättre förstå hur våra hjärnor beräknar vertikalitet," sa Tseng.
"Personligen är detta det mest romantiska psykologiskaxperimentet jag någonsin har försökt," sa Tseng. "Om du någonsin är i Hong Kong, se till att du har Victoria Peak i din besöksplan."
Tseng och hennes kollegor Hiu Mei Chow och Lothar Spillmann detaljerade sina resultat i juniutgåvan av tidskriften Psychological Science.
