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视错觉的大脑机制被破解,大脑是如何被眼睛欺骗的

时间:2024-03-28 19:36:31 来源:网络整理编辑:综合

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本文来自微信公众号:SF 中文 (ID:kexuejiaodian),作者:SF我们的眼睛为什么会被视觉错觉图欺骗?新研究显示,这不是大脑处理能力的问题,而是视觉系统的“硬件”问题。文 | 托马斯・林 香江纵横之1982

本文来自微信公众号:SF 中文 (ID:kexuejiaodian),视错作者:SF

我们的觉的机制解大睛欺眼睛为什么会被视觉错觉图欺骗?新研究显示,这不是大脑香江纵横之1982大脑处理能力的问题,而是被破被眼视觉系统的“硬件”问题。

文 | 托马斯・林(Thomas Ling)

译 | 麦李

编辑 | 闻静

原文刊载于《科学焦点》2023.09 期

(图片来源:Wikipedia)

视觉错觉图所制造的脑何错觉就是你的眼睛被欺骗了。尽管看起来,视错图片中央的觉的机制解大睛欺长条形的左端比右端颜色更浅,但其实它的大脑颜色是均一的,产生视觉错觉的被破被眼香江纵横之1982原因是图片中背景颜色在变化。

我们眼睛的脑何结构具有局限性

长期以来,像上面这样的视错视觉错觉一直吸引着我们。人们都在思考为什么这些图片可以轻易地让我们出现错觉。觉的机制解大睛欺

近日,大脑英国埃克塞特大学的被破被眼一项突破性研究似乎解开了这个谜团:高对比度的颜色差异之所以会造成视觉错觉,是脑何因为我们眼睛的结构具有局限性,而不是因为更复杂的涉及环境和先验知识的思维过程。相关研究以论文的形式发表在《公共科学图书馆・计算生物学》(PLOS Computational Biology)上。

简单来说,这项研究提出的观点就是,被视觉错觉图欺骗,不是大脑处理能力的问题,而是视觉系统的“硬件”问题。

“这个说法让人们回想起长期以来,其他许多关于视觉错觉机制的假设。”论文的作者之一乔利恩・特罗西安科(Jolyon Troscianko)博士说。

根据先前的研究,我们知道,眼睛和大脑的交流依赖于可以传递信息的神经细胞。然而,正如特罗西安科提到的那样,“神经细胞传递信息的速度是有限的,之前的研究没有考虑到这个限制可能会影响我们对颜色的感知能力”。

视觉神经是一条速度有限的“宽带”

在这项研究中,科学家创建了一个计算机模型,以模仿人眼类似于“有限带宽”的特征 —— 传递信息的速度有限,并复制眼睛感知视觉信息的方式。结果显示,当这个模型在分析视觉错觉图时,这个模型会被高对比度的颜色差异所欺骗,从而导致模型对图像产生了错误的认知。

“在识别颜色对比度方面,视觉神经相当于一条速度有限的‘宽带’。我们的模型展示了神经细胞是如何相互传递信息的,以便让我们看出强烈的颜色对比。而在传递过程中,信息会被‘压缩’—— 压缩可能会形成误差,并进一步导致视觉错觉。”特罗西安科说。

科学家表示,这个模拟实验显示了在处理一系列颜色的细微变化时,不同的神经细胞具有不同的调节机制。“例如,一些神经细胞对中等大小范围内的灰色区域非常敏感,但很容易被强烈的颜色对比所欺骗,”特罗西安科说。

“与此同时,还有一些负责更大或更小尺度视觉范围的神经细胞,它们对强烈的颜色对比不太敏感,但是它们可以识别出柔和的颜色对比,从而让我们感受到明显的黑白差异。”

其他动物视觉神经细胞传递信息的机制可能与人类有区别,因此,在未来,科学家们希望利用计算机模型来探索更多类型的颜色感知能力。

(图片来源:Wikipedia)

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