Mgr. Michal Šimeček, Ph.D.

Psychologický ústav Akademie věd ČR
Veveří 97, 602 00 Brno
Tel.: +420 532 290 129
E-mail: michal.simecek@volny.cz

Můj vědecký zájem se soustřeďuje na lidskou kognici, a to zejména na zrakové vnímání. Studuji vnímání prostoru a vnímání prostorových scén na obrázcích, také to, jak se zvláštnosti lidského vnímání promítají do architektury a dalších lidských činností, studuji rovněž zrakové klamy, které považuji za důsledek lidské aktivity při vnímání. V týmu se účastním výzkumným projektem izolační studie Mars–500, a rovněž na projektu rehabilitace nově navráceného zraku lidem po dlouhém období slepoty.

Prostorové vnímání

Člověk dokáže svým zrakem vnímat svět kolem sebe ve všech třech dimenzích, a to přesto, že v oku se vytváří pouze dvourozměrný obraz světa průmětu světelných paprsků na sítnici (tzv. sítnicový obraz). Je to tak proto, že máme oči dvě, což umožňuje získat hloubkovou informaci ze skládání rozdílu obrazu z obou očí (tzv. binokulární disparita). Kromě toho ještě o hloubce informují sbíhavost (konvergence) a zaostřování (akomodace) očí.

Tyto nápovědi nám však nejsou k ničemu, pokud interpretujeme obrázek nebo fotografii nějaké prostorové scenérie. Tehdy používáme zcela jiných prostředků, k dešifrování prostorových vztahů na obrázku. Těmto pomůckám se říká obrázkové nápovědi a patří mezi ně perspektivní zkreslení, gradient textury, zakrývání (okluze) objektů, relativní velikost objektů a jejich výška v zorném poli nebo atmosférická perspektiva. Obrázkové nápovědi jsou pravděpodobně z větší části založené na naší individuální zrakové zkušenosti jak s prostorovými vztahy, tak i s jejich plošnými zobrazeními. Viz Prostorová interpretace plošných scén.

Prostorová interpretace plošných scén

Můj vědecký zájem se nyní soustřeďuje na to, jak lidé dokáží interpretovat právě plošné zobrazení prostoru, ať již jde o nákresy nebo fotografie. Strategie, které člověk používá, jsou dílem automatické (samovolné) a částečně se pro jejich použití člověk vědomě rozhoduje (Šimeček, Šikl, 2010; Šimeček, 2013). Například automaticky přeškálováváme velikost objektů proti velikosti jejich sítnicového obrazu, což může vést ke vzniku zrakových klamů. Zrakové klamy, které vznikají na principu chybné interpretace vnímaného obrazu jako prostorové scény, patří do rodiny geometrických zrakových klamů.

Prostorové zrakové vnímání v omezených podmínkách

V roce 2003 jsme využili komplexu nedobudovaného protileteckého krytu pod Kraví horou v Brně k experimentování v naprosté tmě. Zkoumané osoby měly za úkol srovnávat dvě délky vyznačené na krajích svítícími diodami. Tímto způsobem jsme eliminovali většinu kontextových nápovědí o prostoru. V takto omezených podmínkách lidé nedokáží udržet konstantnost délek (size constancy) a podléhají sítnicové velikosti promítaných délek. Bez možnosti pozorovat perspektivu a texturní vzory okolní scény lidé přestávají vnímat prostorově.

„Sem“ není „tam“

Různé experimenty, které studují prostorové vnímání, mohou vést k rozdílným a někdy i protichůdným výsledkům. Záleží vždy na mnoha faktorech, bohatostí prostorových nápovědí počínaje a druhem úlohy konče. Někdy může výsledek ovlivnit nepatrná nuance, jako například zda je úloha orientována směrem k pozorovateli, či od něj. Třída úloh, kterými se zde zabýváme, spočívá v porovnávání dvou délkových intervalů v různých orientacích k pozorovateli a různých vzdálenostech od něj. Jedna délka slouží jako vzor a druhá délka je s ní srovnávána (například je úkolem probanda nastavit její velikost tak, aby odpovídala druhé délce). Když je nastavovaná délka blíže k pozorovateli než délka vzorová, hovoříme o úloze typu „sem“, je-li naopak nastavovaná délka dál od pozorovatele, než délka srovnávaná, hovoříme o úloze typu „tam“. Podle předchozích studií dochází směrem do hloubky ke zvětšujícímu se smršťování hloubkového rozměru. Výsledky úlohy typu „sem“ by pak mely být komplementární k výsledkům úlohy typu „tam“. Tak tomu ale není (Šimeček, Šikl, 2009).

Formáty odpovědí

Úkoly v experimentech zkoumajících vizuální prostor mohou mít různé způsoby odpovědi. Zabýváme se možnostmi pořadového formátu, který nám připadá ekologičtější – bližší všednodenním situacím (Šimeček, Šikl, 2005).

Prostorové vnímání v architektuře a výtvarném umění

Znalosti a zkušenosti se zvláštností lidského prostorového vnímání má dopad na práci architektů a výtvarných umělců. V některých případech je měněn zamýšlený vzhled díla tak, aby se lidskému oku jevil ideální. 

Tak je tomu u deformací antických chrámů nebo u tzv. sochařské perspektivy. Jindy umělec využívá zvláštností lidského vnímání k vytvoření pozoruhodného nebo i paradoxního vjemu. Tak můžeme rozumět například barokním iluzivním kreacím v architektuře. Smysl těchto kreací většinou nespočívá v klamání pozorovatele, neslouží k podvržení  nepravdivé informace, která by měla zmást pozorovatelův úsudek. Naopak se pozorovatel mnohdy musí trochu snažit, aby byl schopen iluzivní účinek pocítit. Smyslem těchto hříček je nová informace, jakási přidaná hodnota k reálnému prostorovému uspořádání, která pozorovatele může obohatit o další význam a umocnit jeho zážitek z prostoru, ve kterém se nachází, nebo mu jeho pobyt zpříjemnit.

Interiérní výzdoba chrámu Nanebevzetí sv. Ignáce v Římě od Andrea Pozza evokuje další patra nad úrovní stropní klenby. Bílé čáry přibližně znázorňují skutečné hrany klenby. Moderní trompe l'œil v Lyonu.

Zrakové klamy

Zrakové klamy jsou fenoménem, který ukazuje na to, že lidské vnímání není jenom prosté uvědomování podnětů, nejde jen o překlápění původně fyzikálního podnětu (světelného paprsku dopadajícího na sítnici oka) do podoby nervových vzruchů. Lidskému vnímání rozumíme mnohem více jako procesu interpretace, do kterého člověk vstupuje s použitím různých vrozených ale i získaných kompetencí (Šimeček, Šikl, 2010). Jenom díky tomu jsme schopni rozumět světu, jak nám jej zprostředkovávají naše smyslové orgány. Samo sebou tento proces může někdy narazit na své limity. Jejich důsledkem nemusí být jen absence informace, ale přímo omyl, kterého se člověk v průběhu vnímání může dopustit. Příkladem takového omylu, jsou právě zrakové klamy. Přitom charakter rozdílu mezi vjemem a skutečností nám může napovědět o procesech vnímání, které ke vzniku klamného vjemu vedly.

Kromě toho, že zrakové klamy mohou ukazovat na způsoby, jakými člověk zpracovává zrakové informace, může být také nositelem obrazového (jazykového) kódu, který naše kultura používá. Zrakové klamy použité v komunikaci tak mohou mít praktický nebo estetický význam.
 

Projekt Mars – 500: Vnímání a paměť v dlouhodobé izolaci

Mars – 500 je mezinárodní projekt pozemní simulace meziplanetárního letu k Marsu. Společně jej pořádal moskevský Institut pro biomedicínské problémy (IBMP) a Evropská kosmická agentura (ESA). Šest dobrovolníků zde tvořilo posádku a bylo umístěno v maketě meziplanetární kosmické lodi. Výzkumně se projektu účastní převážně vědci z Ruska, Evropské Unie včetně výzkumníků z České republiky.

Hlavní proud psychologického výzkumu, který se týká problematiky meziplanetárních letů, se soustřeďuje na otázky přímo spojené se zdárným naplněním mise. Zkoumá se interakce mezi členy posádky a řídícím střediskem, schopnost odolávat stresu a udržet si fyzickou a psychickou kondici, nutnou k plnění úkolů mise. Zároveň je ale důležité zabývat se též otázkami, které přímo s průběhem předpokládané cesty k rudé planetě nesouvisí. Situace posádky marsovské výpravy bude totiž v mnoha ohledech extrémní. Nejde jen o vliv nulové gravitace a slunečního větru, ale také o problém dlouhodobé izolace ve stísněných podmínkách meziplanetární lodi. Astronauti budou po dobu letu uzavřeni na malém prostoru. Budou v kontaktu jenom s ostatními členy posádky, zatímco další lidi uvidí jen na monitoru ve videopřenosech a z videonahrávek. V prostředí jejich kosmické lodi bude jen omezený počet určitých věcí, zatímco jiné (stromy, domy, řeky, auta atd.) budou mimo jejich pozornost a možnost kontaktu. To lze simulovat již na Zemi v rámci projektu MARS-500.

Vzhledem k tomu, že v průběhu skutečné cesty k Marsu nebude možné misi ukončit a dost možná ani zkrátit, může jakékoli překvapení představovat obrovský problém.
Náš příspěvek ke studiu dlouhodobé izolace spočívá ve zkoumání obecných kognitivních změn, ke kterým by mohlo v jejím průběhu dojít. Designovali jsme čtyři experimenty na vnímání lidských tváří a všednodenních objektů, dvojici experimentů, které se týkají scénové percepce, a šest experimentů, které zkoumají schopnost interpretovat prostorové scény zobrazené na ploše. Výsledky jsou shrnuty v našich publikacích (Šikl a Šimeček, 2013; Šimeček a Šikl, 2011, 2013).

Výzkum navráceného zraku

V týmu pracujeme na výzkumu lidí, kteří podstatnou část svého života strávili jako nevidomí a kterým byl po této dlouhé době zrak navrácen. Spolupracujeme se zlínskou oční klinikou Gemini, která u nás jediná provádí transplantace umělé oční rohovky. Zdejší lékaři skutečně mohou navrátit zrak i lidem, kteří byli slepí velmi dlouho. Ale ani tehdy, když se podaří dostatečně obnovit fyziologické funkce oka, nemusí být jednoduše vyhráno. Kromě obnovení schopnosti oka vytvořit na sítnici obraz a sítnicí jej přenést pomocí nervových impulzů do mozku, musí někdy pacient rehabilitovat schopnost zpracovávat obraz v mozku. Než se tak stane, bude sice vidomý, ale v některých situacích nedokáže svého nově nabytého zraku použít. Zkoumáme, co těmto pacientům dělá největší problémy, a vyvíjíme rehabilitační úlohy, které jim pomohou vyhaslé funkce obnovit (Šikl et al, 2013).

Pro měření výsledků rehabilitace navráceného zraku vytváříme vlastní testy.

 Obrázek obsahuje čtyři písmena.

Publikace
Šimeček, M., Urbánek, T. (1999). Analýza časového průběhu pozornosti – comeback. Československá psychologie, XLIII/4, s. 349 – 357.
Urbánek, T., Šimeček, M. (2001). Teorie odpovědí na položku. Československá psychologie 45 (5) 428 - 440.
Šikl, R., Šimeček, M. (2002). Rozměr a orientace: spojité nádoby percepčního hodnocení prostoru. Československá psychologie, 46 (6) 490-508.
Šikl, R., Šimeček, M. (2002). The tradeoff between both basic aspects of a perceived space. Perception (Supplement), 31, 22.
Šikl, R., Šimeček, M. (2003). Size constancy in near and far visual space. Perception (Supplement), 32, 82.
Šikl, R., Šimeček, M., Filo, P., Vobořil, D. (2002). Distorze vnímaného prostoru. In: Baumgartner, F., Frankovský, M., Kentoš, M. (Ed.), Sborník Sociálne procesy a osobnosť 2002, Košice: Spoločenský ústav SAV, Ústav experimentálnej psychológie SAV.
Šikl, R. & Šimeček, M. (2004). Oblique effect in a third dimension. Perception (Supplement), 33, 95.
Šimeček, M., Šikl, R. & Vobořil, D. (2004). Konstrukce a rekonstrukce zrakového pole. Ruisel I., Falat M., Lupták D. (Eds.): Kniha abstrakt z konference Sociálné procesy a osobnosť.
Šikl, R., Šimeček, M. (2005). Vnímání prostoru: uvedení do problematiky. Sborník konference Kognice 2005. ISBN 80-7041-523-1. s. 145 – 150.
Šimeček, M. (2005): Obraz sexuálně motivovaných trestných činů v tištěných médiích. Bohnické sexuologické dny. Praha.
Šimeček, M., Šikl, R. (2005). Větší nebo menší? Vnímání velikosti řazením. Československá psychologie, 49, 6, 505-523.
Šimeček, M., Šimeček, P., Šikl, R. (2005). Dialog prostředí s pozorovatelem při zrakovém vnímání. Sborník konference Kognice 2005. ISBN 80-7041-523-1. s. 151 – 153.
Šikl, R., Šimeček, M. (2006). Vnímání plné předpokladů. Sborník z konference Kognice 2006. PsÚ AV ČR. ISBN 80-86174-10-7. s. 191 – 196.
Šimeček, M. (2006). Nedeviantní pacient v sexuologické ochranné léčbě. XVIII. Bohnické sexuologické dny. Praha.
Šimeček, M., Šikl, R. (2006). Klam jako cesta k jádru uměleckého záměru: Příspěvek zrakového vnímání. V. česko-slovenská konference Kvalitativní přístup a metody ve vědách o člověku: „Umění ve vědě – věda v umění“.
Šimeček, M., Šikl, R. (2006). Vybrané otázky experimentálního přístupu vnímání prostoru. Sborník z konference Kognice 2006. PsÚ AV ČR. ISBN 80-86174-10-7. s. 197 – 201.
Hajnová, R., Šimeček, M., Smékal, V., Palupová, M. (2008). Je potřeba jednotný léčebný řád ústavní sexuologické ochranné léčby? XIX Bohnické sexuologické dny. Praha.
Šikl, R. & Šimeček, M. (2007). Simplicity and likelihood principle in perception of architectural space. Perception (Supplement), 36, 20.
Šimeček, M., Šikl, R. (2007). Vidíme, co vidět potřebujeme… což je někdy pouze to, co vidět chceme, případně co jiní chtějí, abychom viděli. Sborník konference Kognice a umělý život VII. Opava. ISBN 978-80-7248-412-6. s. 333 – 336.
Šimeček, M. (2008). Sociální reprezentace sexuálních deviací. Disertační práce.
Šikl R., Šimeček M. (2008). Nemetrické úlohy ve výzkumu prostorového vnímání. In Zelenka J., Mls K. (eds.) Kognice 2008. Recenzovaný sborník IV. ročníku konference. Gaudeamus, Hradec Králové, ISBN 978-80-7041-023-3, s.137-146.
Šimeček, M., Šikl, R., Lukavský, J. (2008). Experiential space is hardly metric. Perception (Supplement), 37, 58.
Šimeček, M., Šikl, R., Lukavský, J. (2008). Změny ve vnímání a paměti při dlouhodobé izolaci. Sborník z konference Kognice a umělý život VIII., Praha.
Šimeček, M. & Šikl, R. (2009). Klamání oka v architektuře. Kdo koho klame? A klame vůbec? In Miovský M., Čermák I., Chrz V. (Eds.) Umění ve vědě, věda v umění. Praha: Grada. ISBN 978-80-247-1801-4.
Šimeček, M. & Šikl, R. (2009). Směr v prostorovém vnímání. In Petrů M. et al [eds.] Struny mysli. ISBN 978-80-7225-302-9, 123 - 132.
Šikl, R. & Šimeček, M. (2009). Co vědí o vnímání povolaní. In Petrů M. et al [eds.] Struny mysli. ISBN 978-80-7225-302-9, 117 - 122.
Šikl, R., Šimeček, M., Lukavský, J. (2009). The changes in perception of visual illusions during long-term isolation. Perception (Supplement), 38, 31.
Šimeček, M., Šikl, R., Lukavský, J. (2009). Může být citlivost ke zrakovým klamům ovlivněna dlouhodobým pobytem v uzavřeném prostředí? Sborník z konference Kognice a umělý život IX., FPF Slezská univerzita, 313 – 318, ISBN 978-80-7248-516-1.
Lukavsky, J., Sikl, R., Simecek, M. (2010). Boundary extension effect during long-term isolation and repeated testing. Perception (Supplement), 39, 105.
Šikl, R., Šimeček, M., Bezdíček, O., Porubanová, M. (2010). Vision after 53 years of blindness. Perception (Supplement), 39, 57.
Šimeček, M., Šikl, R. (2010). Jak a proč vznikají zrakové klamy. In Kvasnička V., Pospíchal J., Návrat P., Lacko P., Trebatický P. (eds.), Umelá inteligencia a kognitívna veda II. STU Bratislava, 467 - 522. 
Šimeček, M., Šikl, R. (2011). Gulliver na Marsu. Sborník z konference Kognice a umělý život XI.
Šikl R., Šimeček M. (2011). Perceived size and perceived direction: The interplay of the two descriptors of visual space. Perception, 2011, volume 40, 953 – 961.
Kremláček J., Šikl R., Kuba M., Szanyi J., Kubová Z., Langrová J., Vít F., Šimeček M., Stodůlka P. (2013). Spared cognitive processing of visual oddballs despite delayed visual evoked potentials in patient with partial recovery of vision after 53 years of blindness. Vision Research 81 1–5.
Šimeček M., Šikl R. (2013). Dlouhodobá skupinová izolace a její vliv na zrakové vnímání: Výsledky projektu Mars-500. Československá psychologie LVII/4. s. 342-357
Šimeček, M. (2013). Prostor ve fotografii a v obrázku. In Kelemen, J., Rybár, J., Farkaš, I., Takáč, M. [eds.] Kognitivní věda a umělý život, FPF Slezská univerzita, ISBN 978-80-7248-863-6, s. 255-257.
Šimeček, M. (2013) Dopravní chování jako úkol pro agentní simulaci. In Kelemen, J., Rybár, J., Farkaš, I., Takáč, M. [eds.] Kognitivní věda a umělý život, FPF Slezská univerzita, ISBN 978-80-7248-863-6, s. 249-253.
Šikl R., Šimeček M., Porubanová-Norquist, M., Bezdíček, O., Kremláček, J., Fine, I., Ostrovsky, Y. (2013). Vision after 53 years of blindness. i-Perception 5.