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為什么胖人穿豎條紋的衣服顯“瘦”?科學(xué)家揭示視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象

來(lái)源:咸寧網(wǎng) 時(shí)間:2019-03-05 17:18

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身材偏胖,穿豎條紋的衣服更顯“瘦”?事實(shí)證明,這  是具有一定科學(xué)道理的,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)其背后“秘密”可  能就是——視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)。  

對(duì)大腦來(lái)說(shuō),視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)是一種真實(shí)的感知覺(jué),它反映  的是人類視網(wǎng)膜物理(光)輸入和大腦視皮層感知之間的  不一致,是人類大腦通過(guò)復(fù)雜腦區(qū)之間的相互作用,以及  海量神經(jīng)計(jì)算而產(chǎn)生的。然而,它在大腦中是如何產(chǎn)生  的?其腦神經(jīng)編碼機(jī)制迄今尚不清楚。  

近日,《神經(jīng)科學(xué)雜志》期刊在線發(fā)表了我國(guó)科學(xué)家  的一篇研究論文。該研究由中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所、  腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、神經(jīng)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)  室和中國(guó)科學(xué)院靈長(zhǎng)類神經(jīng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室視知覺(jué)腦  機(jī)制研究組完成,揭開(kāi)了困擾諸多科學(xué)家的腦神經(jīng)編碼難  題。 

光流運(yùn)動(dòng)視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)包括旋轉(zhuǎn)錯(cuò)覺(jué)、收縮和擴(kuò)張錯(cuò)覺(jué)  以及螺旋運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)。意大利視覺(jué)科學(xué)藝術(shù)家Pinna發(fā)現(xiàn)  的旋轉(zhuǎn)視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)就是著名的視覺(jué)光流運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué):當(dāng)人注  視Pinna圖片中心黑點(diǎn),頭部靠近或遠(yuǎn)離圖片時(shí),會(huì)很明  顯地感受到兩個(gè)圓環(huán)在分別以逆時(shí)針和順時(shí)針?lè)较蛐? 轉(zhuǎn),但事實(shí)上,圓環(huán)并沒(méi)有任何物理轉(zhuǎn)動(dòng)。 

難道是我們的眼睛出了問(wèn)題?其實(shí)不然?!坝幸活? 錯(cuò)覺(jué)圖形,起初是視力正常者所設(shè)計(jì)出來(lái)的,由于大  家覺(jué)得這些圖形輕而易舉地欺騙了人們的眼睛,從而  引起廣泛興趣,并不斷傳播開(kāi)來(lái)。從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上  講,我們的眼睛是正常的?!敝袊?guó)科學(xué)院神經(jīng)所博士后  尹家鵬說(shuō)。  

由于視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)令人著迷的特殊性和豐富性,它激發(fā)  了人類研究真實(shí)和錯(cuò)覺(jué)之間的關(guān)系,以及錯(cuò)覺(jué)在大腦中  是如何產(chǎn)生的腦機(jī)制,為人們深入解讀大腦奧秘提供了  重要窗口。 

結(jié)合心理物理實(shí)驗(yàn)和腦功能核磁成像技術(shù),該研究  中,科研人員在精確控制Pinna圖形刺激參數(shù)的條件下,  詳細(xì)研究了各類復(fù)雜光流運(yùn)動(dòng)從真實(shí)向錯(cuò)覺(jué)轉(zhuǎn)化發(fā)生過(guò)  程中的運(yùn)動(dòng)信息腦神經(jīng)整合機(jī)制。  

在心理物理實(shí)驗(yàn)中,課題組首先揭示出——獼猴和  人一樣,也能感知到Pinna運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)?!拔覀?cè)讷J猴背側(cè)  視覺(jué)通路中兩個(gè)編碼視覺(jué)運(yùn)動(dòng)信息的高級(jí)腦區(qū)進(jìn)行單  細(xì)胞電生理記錄,結(jié)果表明,相應(yīng)神經(jīng)元可以等價(jià)地表  征真實(shí)和錯(cuò)覺(jué)的復(fù)雜光流運(yùn)動(dòng)。并且,這兩類光流運(yùn)  動(dòng)信息都是通過(guò)大范圍視野內(nèi)整合相關(guān)局部運(yùn)動(dòng)信號(hào)  的輸入而產(chǎn)生的?!敝袊?guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員  王偉介紹:“進(jìn)一步研究表明,各種復(fù)雜光流運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)  在相關(guān)腦區(qū)神經(jīng)元中的表征需要花費(fèi)更多神經(jīng)整合時(shí)  間?!? 

聽(tīng)起來(lái)有些復(fù)雜?“其實(shí)換句話說(shuō),視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)是我們  大腦對(duì)圖像的一種固有信息提取方式在遇到新情況下的  體現(xiàn),也可以理解成為一種大腦進(jìn)化不夠完美而出現(xiàn)的  小小‘失誤’?!币淫i表示。  

他介紹,我們把外部世界的圖像通過(guò)眼睛的折射系  統(tǒng)投射到視網(wǎng)膜上,這一步驟是十分忠實(shí)于光學(xué)原理  的。但是,當(dāng)外部圖像在視網(wǎng)膜上被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并  進(jìn)入大腦之后,皮層對(duì)圖像信息進(jìn)行了進(jìn)一步的解  讀。這種解讀模式在經(jīng)過(guò)了億萬(wàn)年進(jìn)化之后,必然是  以一種最接地氣、最懂這個(gè)世界的方式進(jìn)行的。  

比如,由于紅綠拮抗神經(jīng)元的存在,導(dǎo)致紅花襯托  在綠葉上面格外鮮艷、紅橙色的果實(shí)在自然界中占據(jù)大  多數(shù);由于我們的大腦存在填補(bǔ)效應(yīng),當(dāng)一個(gè)人的身體被  遮擋住了一部分,我們并不會(huì)認(rèn)為這個(gè)人的身體少了一  塊;由于大腦中存在專門(mén)負(fù)責(zé)面部識(shí)別的腦區(qū),人們對(duì)于  臉部識(shí)別更加敏感……  

對(duì)于自然界中的圖像,由于受到重力、水流、氣流等  因素影響,總是以一種特定的形態(tài)存在,這也為視覺(jué)系統(tǒng)  塑造出善于處理這類視覺(jué)圖形的特長(zhǎng)?!岸e(cuò)覺(jué)圖形都是  人們通過(guò)精心構(gòu)思設(shè)計(jì)出來(lái)的,在自然界中很少存在。  作為一種進(jìn)化的產(chǎn)物,我們的視覺(jué)系統(tǒng)初次遇到這樣的  圖形時(shí),會(huì)用它固有的方式去理解,就會(huì)出現(xiàn)類似‘理解  偏差’的現(xiàn)象?!币淫i分析。  

在他看來(lái),視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)圖形在自然界條件下極少存在,  一般也不會(huì)影響人們的生活,因此這種現(xiàn)象并沒(méi)有好壞  的屬性,只是視覺(jué)系統(tǒng)基本運(yùn)作方式的本能體現(xiàn)。  

不僅如此,有時(shí)視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象還可被我們所利用。  比如,一些室內(nèi)設(shè)計(jì)師根據(jù)運(yùn)動(dòng)錯(cuò)覺(jué)效應(yīng),以及空間透  視等原理將室內(nèi)設(shè)計(jì)得更具空間感;還有一些藝術(shù)家  使用大量錯(cuò)覺(jué)輪廓圖形,以使得作品更具視覺(jué)沖擊  力。


編輯:chenguo

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