对于神经科学家来说,鸡尾酒会的麻烦不在于我们不热爱鸡尾酒或派对(许多神经科学家都热爱)。相反,我们所说的“鸡尾酒会问题”是指,在鸡尾酒会上,人们究竟是如何进行对话的,这仍然是一个谜。
考虑一个典型的场景:十几个或更多喝了酒、暂时放飞自我的成年人,以越来越大的音量讲述着不大可能的故事。对话者哄堂大笑,互相拍背。考虑到分贝水平,这些狂欢者中的任何一个人都能听到并解析出任何一个词,这简直是一个小小的神经奇迹。酒精无济于事,但它不是困难的主要来源。鸡尾酒会问题在于,同时发生的事情太多了:我们的大脑如何过滤掉噪音,专注于想要的信息?
这个问题是感知神经科学的核心问题之一——而且不仅仅是在鸡尾酒会上。我们生活的整个世界,从字面上来说,都承载了太多的信息。然而,大脑确实以某种方式收集了所有这些信息,并在实时对其进行分类,通常是无缝且正确地完成。尽管对于你周围的许多声音和景象来说,物理现实由相当数量的信号和噪声组成,但你的感知是,你感兴趣的对话或物体仍然保持清晰的焦点。
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那么,大脑是如何完成这项壮举的呢?一个关键组成部分是,我们的大脑神经回路通过主动忽略——抑制——任何与任务无关的东西来简化问题。我们的大脑会选择它的战场。它会压制不相关的信息,以便好的信息更有机会上升到意识层面。这个过程,通俗地称为注意力,是大脑如何从谷壳中筛选出小麦。
通过与纽约州立大学视光学院的神经科学家何塞-曼努埃尔·阿隆索和康涅狄格大学的哈维·斯沃德洛的实验室合作,我们发现了介导大脑初级视觉皮层注意力的初始回路。为了做到这一点,我们观察了这个区域的神经元,其中一些神经元会鼓励其同伴脑细胞的活动,即所谓的兴奋性神经元,另一些神经元则会抑制活动,即所谓的抑制性神经元。我们将处理特定视觉空间区域的脑细胞的活动,与不受我们的注视和注意力变化影响的其他视觉细胞的活动进行了比较。这种比较揭示,当某人关注特定的空间位置时,抑制性神经元会采取行动,抑制处理其他视觉区域的脑细胞的活动。简而言之,大脑依赖于这些抑制性神经元来实现专注。
更有趣的是,你越集中注意力,抑制就越大。认知的基本作用之一是选择你的大脑接下来要处理什么。它至少部分地通过阻止不相关的信息来实现这一点。
但这并不是注意力的唯一作用。随着与注意力相关的神经活动在我们的视觉系统回路中向下传递,它也会影响我们如何感知和解释物体的形状。本文中的错觉说明了我们大脑注意力回路的一些众多感知后果。

找茬游戏答案:从左至右:山峰,红鞋,蓝色围巾,丢失的玻璃杯
图片来源:GALLERY STOCK

在上图中,图像描绘的是白色章鱼拥抱灰色岩石,还是灰色章鱼拥抱白色岩石?你可以把它看成任何一种情况。2013年,达特茅斯学院的神经科学家彼得·于·谢和他的同事们在一个由注意力塑造的错觉集中,收录了这个例子。研究人员假设,我们的注意力系统会影响我们的感知系统解析模糊物体的方式,以帮助我们确定最适合当前任务的解释。
图片来源:摘自《注意力如何改变外观》,作者:彼得·于·谢等人,《实验现象学手册:形状、空间和外观的视觉感知》。编辑:莉莉安娜·阿尔贝塔齐。威利出版社,2013年

想象一下,你可以从右边的两个苹果中挑选一个。假设你抓起了那个绿色的青苹果——你相信有人可能会欺骗你,让你以为你挑选的是红色的蜜脆苹果吗?这听起来可能不太可能,但瑞典隆德大学的研究人员已经深入研究了选择盲视现象。他们的研究表明,我们确实可以被欺骗,误以为自己做出了不同的选择——甚至为我们的非决定辩解。
2013年,他们要求人们在一项调查中分享他们的投票意向。通过使用秘密操纵的调查平板电脑,他们将受访者的答案与来自对立政治阵营的人的答案进行了交换。令人惊讶的是,当研究人员向参与者展示他们的“答案”时,92%的人认可并接受了被篡改的观点。许多参与者随后会广泛地虚构他们做出(交换后的)选择的原因,这表明我们为日常决定编造的大部分理由可能都根植于自我欺骗。
图片来源:GETTY IMAGES

放射科医生的一个典型任务是计算患者肺部癌性白色结节的数量,并将它们与类似的(但细长的)白色血管区分开来。2012年,神经科学家杰里米·M·沃尔夫和他在波士顿布莱根妇女医院的同事们向专家和未经培训的观察者展示了这张图像(上图),以及许多其他图像,并要求每个受试者计算其中的癌性结节。但他们真正的问题是,参与者是否会发现放射科套间里重达800磅的大猩猩。没错——图像中有一只大猩猩,尽管你可能错过了它。在对类似扫描进行的实验中,所有未经培训的观察者,以及惊人的83%的受过培训的放射科医生,都没有看到大猩猩。认知科学家称之为非注意盲视的演示。那么,放射科医生是不仔细吗?是他们的大脑失灵了吗?完全不是。具体任务是描述图像中的白色结节,而不是黑色大猩猩。注意力系统做了它应该做的事情,并抑制了不相关的干扰物。
图片来源:摘自《隐形大猩猩再次出击:专家观察者的持续非注意盲视》,作者:特拉夫顿·德鲁、梅丽莎·L-H·沃和杰里米·M·沃尔夫,《心理科学》,第24卷,第9期;2013年9月

1995年的一天晚上,一群波士顿警察在追捕一名枪击案嫌疑人时,错误地将一名卧底警察残暴殴打——这是一起误认身份的案件。另一名警察肯尼·康利在追捕真正的嫌疑人时,从暴力事件现场跑过。康利后来声称,他从未看到任何殴打事件,即使他当时就在几英尺之外。检察官和陪审团认为康利在撒谎以包庇他有罪的同伴,因此判处他犯有伪证罪和妨碍司法公正罪,并判处其34个月监禁。但康利有没有可能说的是实话呢?
为了找出答案,联合学院的认知科学家克里斯托弗·查布里斯、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的丹尼尔·西蒙斯和他们的同事们进行了街头殴打场景的模拟,以确定天真的志愿者是否会错过这些殴打(如右图所示)。但首先,他们给了实验对象一个不同的任务:追逐一名跑步者,并计算他摸头的次数。令人震惊的是,当查布里斯和西蒙斯在夜间测试他们的受试者时,只有35%的受试者注意到了殴打事件。更深入的研究表明,受试者越密切地关注跑步者,他们就越有可能错过殴打事件。这也是一个非注意盲视的案例。因此,康利可能确实错过了他的同事被殴打的事件,尽管他当时正身处袭击事件之中。
图片来源:摘自《如果你没有注意到搏击俱乐部,你就不会谈论搏击俱乐部:对模拟的真实世界袭击的非注意盲视》,作者:克里斯托弗·F·查布里斯等人,《I-PERCEPTION》,第2卷,第2期;2011年

注意力错觉是魔术表演的核心,我们在我们的著作《心灵魔术》中讨论过这一点。毕竟,手法技巧通常取决于魔术师操纵我们注意力焦点的位置和持续时间的能力。但是,魔术师的手还是眼睛更可能吸引观众的注意力呢?我们通过向参与者展示拉斯维加斯著名魔术师Mac King(凯撒宫的头牌)和Penn & Teller中的Teller的魔术表演视频来测试这一点。魔术师的目光并没有强烈影响观察者的行为——尽管在其他例行表演中可能会产生影响。相反,观众通常会将注意力集中在魔术师的手上。从神经生理学的角度来看,这并不完全令人惊讶:我们的视觉系统包含一些优先对手做出反应的神经元,而手的动作可能是社交交流的重要组成部分。
图片来源:ISTOCKPHOTO