注意差距

大脑像自然一样,厌恶真空

我们对世界的感知在很大程度上取决于大脑的智能猜测。一个刺激您视网膜的椭圆形白色图像可能是由鸡蛋、完全圆形、扁平倾斜的圆盘或无数个以适当角度倾斜的中间形状产生的。然而,您的大脑会立即“锁定”正确答案。它通过使用关于自然世界统计数据的某些无意识假设来实现这一点——这些假设可以通过视觉错觉来揭示。

大脑处理视网膜图像中无法解释的空白的方式——这个过程称为填充——为这一原理提供了一个引人注目的例子。您可以使用眼睛的盲点来演示这一点。

查看插图 (a)。闭上右眼,看着下方白色方框的中心。将页面放在离您面部约一英尺的位置,然后慢慢地将其朝向您并远离您移动。在一定距离处,左侧的圆盘消失了。它落在了您左眼的盲点上,这是视网膜上的一小块区域,称为视盘,它没有受体(这是视神经穿过视网膜并离开眼球时造成的不完美之处)。


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维多利亚时代的物理学家大卫·布鲁斯特爵士惊讶地发现,当圆盘消失时,您不会在其位置体验到阴影或 gaping hole。与圆盘相对应的区域被背景颜色“填充”。他将这个过程归因于上帝,即“神圣的创造者”。

即使是穿过您盲点的直线也不会在中间被截断,正如您可以通过做同样的练习,但这次看 (a) 中较高的白色方框所看到的那样。直线的缺失部分看起来是完整的。就好像大脑认为两条短线仅仅是偶然地位于盲点两侧的可能性极低。因此,视觉中心的细胞的放电方式就像杆是完整的一样,因此您会看到一条连续的线。您可以尝试为了好玩而将两个线段涂成不同的颜色(例如,红色和绿色)。您仍然会补全这条线吗?

盲点出奇地大,几乎相当于天空中九个满月的大小。尝试闭上左眼,然后用右眼环顾房间。通过一些练习,您应该能够将盲点“对准”任何小物体,使其从视野中消失。英国国王查理二世过去常常将他的盲点对准囚犯的头部,以便在实际斩首之前在视觉上“斩首”他。我们经常在教员会议上对竞争对手做同样的事情。

填充过程有多复杂?如果十字的中心落在盲点上,它会被填充吗?重复的壁纸状图案呢?只需几支彩色毡尖笔和几张纸(或计算机图形软件包),您就可以探索填充的极限以及控制该过程的“规律”。我将在此处描述几个示例,但您可以发明自己的示例。

在 (b) 中,您的盲点落在由一条长绿线和一条短红线交叉组成的 X 的中心。如果您和大多数人一样,您会看到只有两条线中较长的那条线在盲点处被补全。(然而,如果短线单独呈现,则可以很容易地填充短线的缺失部分。)这个简单的练习表明,在某些条件下,填充是基于整合沿线的整个长度的信息,而不是空间上相邻的信息。

在其他情况下,大脑只填充盲点周围的东西。如果您将左眼的盲点对准黄色甜甜圈的中心,您会看到一个黄色圆盘而不是环;黄色填充了进来。更值得注意的是,同样的事情发生在 (c) 中;大多数人看到黄色圆盘在黄色环的背景壁纸上突出显示。您的视觉系统没有外推重复的环形图案,而是执行严格的局部计算。它只填充圆盘周围均匀的黄色。

然而,正如您将从 (d) 中看到的那样,情况并非总是如此。请注意穿过平行水平线的垂直错觉条带。将左眼的盲点对准蓝色圆盘使其消失。现在的问题是,您是填充穿过盲点的水平线的缺失部分?还是填充垂直错觉条带?答案取决于线的间距。

为什么会发生填充?视觉系统进化出这种能力不太可能是仅仅为了处理盲点(毕竟,另一只眼睛通常会补偿)。填充可能是一种我们称之为表面插值的表现,这种能力已经进化出来,用于计算自然界中出现的连续表面和轮廓的表示——即使是那些有时部分被遮挡的表面和轮廓(例如,在栅栏后面看到的猫看起来像一只完整的猫,而不是像一只被切碎的猫)。生理学家(特别是美国国家心理健康研究所的 Leslie G. Ungerleider、里约热内卢联邦大学的 Ricardo Gattass 和洛克菲勒大学的 Charles D. Gilbert)现在已经开始探索这个过程的神经机制,方法是监测视觉中心的单个神经元对部分被盲点或不透明遮挡物覆盖的物体的反应方式。

如果您厌倦了玩弄您的自然盲点,请尝试这样做。在电视屏幕右侧,粘贴一小块(直径半厘米)白色纸板,中心有一个黑点。接下来,将电视调到未广播的频道,以便您只看到闪烁的“雪花”。将一块两厘米见方的厚灰色纸板(颜色与电视雪花大致相同)固定在离白色纸板约 12 厘米的位置。站在离电视机一米远的地方。如果您睁开双眼并稳定地盯着小黑点 15 秒钟,大灰色方块将完全消失,并且它“腾出”的区域将被雪花填充——您会幻觉出根本不存在的雪花!值得注意的是,如果您现在将视线移开到灰色墙壁上,您会在发生填充的区域看到一块闪烁的点状方形区域。即使是背景为绿色斑点的孤立红色斑点也会以同样的方式消失——绿色斑点会填充进来。看来,大脑厌恶真空。

这些实验表明,当您观察世界时,大脑实际接收到的信息是多么少,以及有多少信息是由您的大脑提供的。我们个人经验的丰富性在很大程度上是虚幻的;我们实际上“看到”的很少,并且依靠有根据的猜测来完成其余的工作。

人为诱导的人类视觉暗点的知觉填充。 V. S. Ramachandran 和 R. L. Gregory 发表于Nature,第 350 卷,第 699-702 页;1991 年 4 月 25 日。

人为诱导的人类视觉暗点的知觉填充。 V. S. Ramachandran 和 R. L. Gregory 发表于Nature,第 350 卷,第 699-702 页;1991 年 4 月 25 日。

SA Mind Vol 16 Issue 1本文最初以标题“Illusions: Mind the Gap”发表于SA Mind 第 16 卷第 1 期(),第 100 页
doi:10.1038/scientificamericanmind0405-100
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