错觉的神经科学

如何通过欺骗眼睛来揭示大脑的内部运作

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神经关联学会最近宣布了其年度最佳视觉错觉竞赛的获奖者。为了庆祝这一活动,《Mind Matters》邀请了Susana Martinez-CondeStephenL. Macknik这两位专注于视觉感知的神经科学家来解释视觉错觉的科学价值。本文是《Mind Matters》关于错觉神经科学的新系列文章中的第一篇。

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神经科学的一个事实是,我们所体验的一切实际上都是我们想象的产物。尽管我们的感觉是准确和真实的,但它们并不一定能再现外部世界的物理现实。当然,日常生活中许多经历都反映了进入大脑的物理刺激。但是,解释实际感官输入的相同神经机制也负责我们的梦境、妄想和记忆失败。换句话说,真实的和想象的在大脑中共享一个物理来源。因此,向苏格拉底学习:“我唯一知道的是我一无所知。”


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神经科学家用来理解大脑如何创造现实感的最重要工具之一是视觉错觉。从历史上看,视觉艺术家和魔术师都使用视觉错觉来深入了解视觉系统的内部运作。早在科学家研究神经元的特性之前,艺术家们就设计了一系列技术来“欺骗”大脑,使其认为平坦的画布是三维的,或者一系列笔触实际上是静物。

视觉错觉的定义是物理现实与物体或事件的主观感知之间的分离。当我们体验到视觉错觉时,我们可能会看到不存在的东西,或者看不到存在的东西,甚至看到与存在的东西不同的东西。由于感知和现实之间的这种脱节,视觉错觉展示了大脑未能重现物理世界的方式。通过研究这些失败,我们可以了解大脑用来构建视觉体验的计算方法。

在随附的幻灯片中,我们将展示几种基本类别的视觉错觉,以及它们可以教给我们关于大脑的知识。

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Mind Matters》由Jonah Lehrer编辑,他也是博客The Frontal Cortex《普鲁斯特是一位神经科学家》一书背后的科学作家。

Susana Martinez-Conde is a professor of ophthalmology, neurology, and physiology and pharmacology at SUNY Downstate Health Sciences University in Brooklyn, N.Y. She is author of the Prisma Prize–winning Sleights of Mind, along with Stephen Macknik and Sandra Blakeslee, and of Champions of Illusion, along with Stephen Macknik.

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Stephen L. Macknik is a professor of opthalmology, neurology, and physiology and pharmacology at SUNY Downstate Medical Center in Brooklyn, N.Y. Along with Susana Martinez-Conde and Sandra Blakeslee, he is author of the Prisma Prize-winning Sleights of Mind. Their forthcoming book, Champions of Illusion, will be published by 大众科学/Farrar, Straus and Giroux.

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