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为什么胖人穿竖条纹的衣服显“瘦”?科学家揭示视觉错觉现象

来源:宝赢彩票网址注册 时间:2019-03-05 17:18

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身材偏胖,穿竖条纹的衣服更显“瘦”?事实证明,这  是具有一定科学道理的,科学家们发现其背后“秘密”可  能就是——视觉错觉。  

对大脑来说,视觉错觉是一种真实的感知觉,它反映  的是人类视网膜物理(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脑区之间的相互作用,以及  海量神经计算而产生的。然而,它在大脑中是如何产生  的?其脑神经编码机制迄今尚不清楚。  

近日,《神经科学杂志》期刊在线发表了我国科学家  的一篇研究论文。该研究由中国科学院神经科学研究所、  脑科学与智能技术卓越创新中心、神经科学国家重点实验  室和中国科学院灵长类神经生物学重点实验室视知觉脑  机制研究组完成,揭开了困扰诸多科学家的脑神经编码难  题。 

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。意大利视觉科学艺术家Pinna发现  的旋转视觉错觉就是著名的视觉光流运动错觉:当人注  视Pinna图片中心黑点,头部靠近或远离图片时,会很明  显地感受到两个圆环在分别以逆时针和顺时针方向旋  转,但事实上,圆环并没有任何物理转动。 

难道是我们的眼睛出了问题?其实不然。“有一类  错觉图形,起初是视力正常者所设计出来的,由于大  家觉得这些图形轻而易举地欺骗了人们的眼睛,从而  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。”中国科学院神经所博士后  尹家鹏说。  

由于视觉错觉令人着迷的特殊性和丰富性,它激发  了人类研究真实和错觉之间的关系,以及错觉在大脑中  是如何产生的脑机制,为人们深入解读大脑奥秘提供了  重要窗口。 

结合心理物理实验和脑功能核磁成像技术,该研究  中,科研人员在精确控制Pinna图形刺激参数的条件下,  详细研究了各类复杂光流运动从真实向错觉转化发生过  程中的运动信息脑神经整合机制。  

在心理物理实验中,课题组首先揭示出——猕猴和  人一样,也能感知到Pinna运动错觉。“我们在猕猴背侧  视觉通路中两个编码视觉运动信息的高级脑区进行单  细胞电生理记录,结果表明,相应神经元可以等价地表  征真实和错觉的复杂光流运动。并且,这两类光流运  动信息都是通过大范围视野内整合相关局部运动信号  的输入而产生的。”中国科学院神经科学研究所研究员  王伟介绍:“进一步研究表明,各种复杂光流运动错觉  在相关脑区神经元中的表征需要花费更多神经整合时  间。”  

听起来有些复杂?“其实换句话说,视觉错觉是我们  大脑对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  小小‘失误’。”尹家鹏表示。  

他介绍,我们把外部世界的图像通过眼睛的折射系  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;由于我们的大脑存在填补效应,当一个人的身体被  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……  

对于自然界中的图像,由于受到重力、水流、气流等  因素影响,总是以一种特定的形态存在,这也为视觉系统  塑造出善于处理这类视觉图形的特长。“而错觉图形都是  人们通过精心构思设计出来的,在自然界中很少存在。  作为一种进化的产物,我们的视觉系统初次遇到这样的  图形时,会用它固有的方式去理解,就会出现类似‘理解  偏差’的现象。”尹家鹏分析。  

在他看来,视觉错觉图形在自然界条件下极少存在,  一般也不会影响人们的生活,因此这种现象并没有好坏  的属性,只是视觉系统基本运作方式的本能体现。  

不仅如此,有时视觉错觉现象还可被我们所利用。  比如,一些室内设计师根据运动错觉效应,以及空间透  视等原理将室内设计得更具空间感;还有一些艺术家  使用大量错觉轮廓图形,以使得作品更具视觉冲击  力。


编辑:chenguo

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