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你的大脑被眼睛欺骗了吗?猴子也是!

 昵称散步收藏 2019-02-20

猴子也会产生视觉错觉?没错!

结合心理物理实验和脑功能核磁成像技术,2019年02月19日凌晨,《神经科学期刊》杂志在线发表了科学家(中科院神经科学研究所、脑科学与智能技术卓越创新中心、神经科学国家重点实验室和中科院灵长类神经生物学重点实验室视知觉脑机制研究组)一项研究成果。论文首次揭示了猕猴和人一样,也能感知到Pinna运动错觉(意大利一位视觉科学科学家设计和发现的一种视觉错觉)。

什么是视觉错觉?

我们常说眼见为实,可是,有些时候未必如此。

不信,看看下面这张图。

一眼望过去,会不会产生这样的印象:

被黄色线条包围的部分的颜色,要比周围白纸的颜色更黄一些

实际上,二者的颜色是相同滴。

怎么样,一不小心,大脑被眼睛“戏弄”了吧。

不服?接着看看下面这张图。

当我们注视图片中心黑点,头部靠近(或远离)屏幕

↑pinna旋转视觉错觉图

会不会很明显地感受到:两个圆环在分别以逆时针和顺时针(或顺时针和逆时针)方向旋转

事实上圆环并没有任何物理移动。

难道是我们的眼睛出问题了?

不必担忧。这就是科学家们常说的视觉错觉。对于大脑来说,这是一种真实的感知觉,它反映的是人视网膜物理(光)输入和大脑视皮层感知之间的不一致,是人类大脑通过复杂的脑区之间的相互作用和海量神经计算而产生的

厉害了,我的眼球

进一步了解视觉错觉之前,不妨认识下心灵的窗户——我们的眼睛。

如下图所示,我们的视觉系统由暴露在外的眼球,视神经和视觉皮层所组成。

眼睛是外部图像进入视觉系统的第一个环节,光学信号在视网膜上被转换成电信号,通过视神经传入视皮层的神经元海洋之中。

我们的眼球是一部全自动聚焦成像图像采集系统,在性能上超越目前世界上任何一部数码相机!(厉害了,我的眼球)

眼球上即使很小的损伤都会引起严重的视力问题,最普遍的就是近视眼、老花眼。还有些类似错觉感觉的疾病,如“色盲”或者“色弱”。这些病理性的异常都会对患者的正常生活产生严重的影响。

上面的这些错觉图形,一开始是视力正常的人们所设计出来的,后来由于大家觉得这些图形轻而易举的就欺骗了人们的眼睛而引起广泛兴趣,并不断传播开来。

从统计学意义上讲,我们的眼睛是正常的。人们的主观感觉与图形的物理参数不匹配的现象,即视觉错觉。

光流运动视觉错觉,包括旋转错觉、收缩和扩张错觉以及螺旋运动错觉。

结合心理物理实验和脑功能核磁成像技术,我科学家的研究进一步发现编码真实旋转运动的大脑内颞上区神经元也能够编码相对应的错觉旋转运动,揭示了真实光流运动向错觉光流运动转化的脑神经生理机制,为解开Pinna错觉之谜打开了一扇窗。

大脑的bug?

既然如此,会不会是大脑的bug?

很遗憾,关于这个问题,目前还没有一个统一的解释。

中科院神经所博士后尹家鹏说,我们已知外部世界的图像通过眼睛的折光系统投射到视网膜上,这一步骤是十分忠实于光学原理的。

但是,当外部图像在视网膜上被转换成电信号并进入大脑之后,皮层对于图像信息进行了进一步的解读。这种解读模式,在经过了亿万年的进化之后,必然是以一种最接地气、最懂这个世界的方式进行的。

比如,由于红绿拮抗神经元的存在,导致红花衬托在绿叶上面格外鲜艳、红橙色的果实在自然界中占据大多数;

由于我们的大脑会存在填补效应,一个人的身体被遮挡住了一部分,我们并不会认为这个人的身体少了一块;

由于大脑中存在专门负责面部识别的脑区,人们对于脸部识别更加敏感......

自然界中的图像,由于受太阳照射、重力、水流、气流等因素的影响,总是以一种特定的形态存在,这也将视觉系统塑造成了擅长于处理这类视觉图形。

而错觉图形都是人们通过精心构思设计出来的,在自然界中几乎很少存在这样的图案。而我们的视觉系统作为一种进化的产物,初次遇到这样的图形会用它固有的方式去理解,就会出现类似“理解偏差”的现象。

“这是我们的大脑对于图像的一种固有信息提取方式在遇到新情况下的体现,也可以理解成为一种大脑进化不够完美而出现的bug。”尹家鹏表示。

俗话说,既来之则安之。视觉错觉现象是否能为我所用呢?

答案是:当然可以!

比如,一个人的身材比较胖,他可以穿竖条纹的衣服来使自己显得更瘦一些;

一些室内设计师运用错觉效应和空间透视等原理将室内设计的更加具有空间感;

还有一些艺术家使用大量的错觉轮廓图形来使自己的作品更加具有视觉冲击力。

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