Pinna旋转运动错觉图
东方网记者解敏2月19日报道:为什么明明静止的图会让人觉得在旋转?为什么竖条纹的衣服比较显瘦?这些都是“视觉错觉”在“捣鬼”。今天凌晨,一篇题为《随着光流:真实光流运动向错觉光流运动转换的脑神经机制》的研究论文在《神经科学杂志》期刊在线发表,主笔的上海科研团队通过研究揭示了视觉错觉现象在大脑中是如何产生脑神经编码机制的。
视觉错觉有什么用?
人们常说眼见为实,用来形容一个物体或者一件事情只有亲眼看见了才相信它是真的。但是却有那么一类图形能够瞒骗过你的眼睛,让你觉得自己似乎变傻了。当你注视这张为“Pinna旋转运动错觉图”中心的黑点,头部靠近(或远离)屏幕时,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移动。我们通常称这种现象为视觉错觉。
视觉错觉,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。人类在自然生活中,由于视觉刺激和场景的不同,再加上观察者生理上和心理上的差异,可以自觉和不自觉地感知到各种各样的视觉错觉。
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一个重要窗口。虽然视觉错觉广为人知,但它在大脑中如何产生脑神经编码机制,迄今还不为人知。
视觉错觉现象的应用涉及人们生活、艺术、建筑设计的方方面面。如果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,一些室内设计师运动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。
科学家是如何验证的?
该研究由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完成。
以Pinna旋转运动错觉为代表的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,该研究组的前期工作首先揭示了旋转运动错觉的表征区域问题,他们发现编码真实旋转运动的人内颞上区(MST)也能够编码错觉旋转运动。以此为基础,他们进一步探索了真实光流运动向错觉光流运动转化的脑神经生理机制。这种信息转化机制的阐明能够帮助人们更好地理解视觉信息在不同等级脑区之间的传递过程以及从局部到整体的视觉信息整合的加工原理。
目前人们除了在人上开展心理物理实验、核磁共振扫描研究以外,还进行大量的动物生理学实验来研究各种错觉现象更深层次的生理基础,从短期目标上来讲,是为了理解视觉系统的基本原理,而从长远来讲,则是为了掌握整个大脑的基本运行规律,而错觉为我们提供了窥探大脑奥秘的窗口。
人的视觉系统:人眼的解剖结构以及视皮层的信息流
(解敏)