唉,可怜的约里克!我认识他,霍拉旭;一个充满无限笑料的家伙,极富想象力;他曾背着我上千次;而现在,他在我的后像中是多么令人厌恶!
嗯……如果威廉·莎士比亚的哈姆雷特看到的不是出土的腐烂的丹麦头骨,而是印有宫廷小丑约里克头骨的复古皮尔斯肥皂广告,他可能会这么说。长时间盯着广告中的头骨,即使你移开视线,它也会“烧”进你的视觉中。
约里克的头骨等后像帮助我们理解大脑各个区域的神经元如何适应视觉环境。在这种情况下,适应是指神经元习惯于并最终停止响应不变刺激的过程。一旦神经元适应,它们需要一段时间才能重置到之前的响应状态:正是在这段时间内,我们看到了幻觉后像。我们每天都看到这样的图像:在短暂地看太阳或明亮的灯泡后,或者在被相机闪光灯短暂致盲后,我们在视野中会感知到一个临时的黑点。
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看或不看……
要体验这种古老的幻觉(左图),请盯着约里克左眼窝中的 X 约 30 秒。然后将视线移开,看向平坦的表面,如一张纸、墙壁、天花板或天空,您将看到约里克的后像,就像一个幽灵般的幻影。
视觉科学家认为,产生可怜的约里克鬼魂的适应效应主要发生在视网膜的神经元中。我们怎么知道的?闭上右眼,再次盯着 X。然后再次看向墙壁以查看后像,但这次在闭上一只眼睛和另一只眼睛之间来回切换。只有左眼——在适应期间睁开的眼睛——会显示约里克的鬼魂。这意味着适应一定只发生在响应来自左眼刺激的神经元中。如果适应发生在脑的双眼神经元中(在初级视觉皮层和更高级的视觉区域),您用任何一只眼睛都会看到约里克的鬼魂。
进化与适应
为了庆祝查尔斯·达尔文诞辰 200 周年,苏格兰格拉斯哥大学的心理学家罗布·詹金斯和英格兰赫特福德郡大学的理查德·怀斯曼创作了一幅幻觉作品,向达尔文的进化根源致敬。盯着图像中心 30 秒,然后将视线移开,看向白色表面。两只猴子变成了达尔文肖像的后像!
后像永远不如原始图像清晰。詹金斯和怀斯曼利用分辨率的这种差异,创作了一幅在“正常”高分辨率视觉中看起来是一种样子,而在低分辨率后像中看起来是另一种样子的图像。
牛虻
这个幻觉展示了颜色感知和后像之间的相互作用。首先,请注意,左图的颜色不平衡,分别在苍蝇的左右两侧:左侧偏蓝色,右侧黄色过多。现在,将您的视线固定在右图中苍蝇上 30 秒:这种凝视会使您视网膜中的神经元适应左侧的蓝色色调和右侧的黄色色调。结果,您的左视野将对蓝色不太敏感,而您的右视野对黄色不太敏感。然后回头看牛鼻子上的苍蝇,图像将呈现出完美的色彩平衡。
这个幻觉有助于解释为什么物体在不同的照明条件下看起来颜色相同。例如,无论您是在室内还是室外,您的衬衫看起来颜色都相同,即使灯光和阳光的光谱不同。您的视觉系统会适应照明并“折扣”它以保持颜色恒常性。其中一些处理发生在视网膜而不是大脑中。
还要注意,颜色选择性适应仍然仅限于单只眼睛:如果您在适应期间闭上一只眼睛,然后在看牛时切换眼睛,则未适应的眼睛的颜色平衡将恢复为蓝色和黄色。
笼中鸟
当您盯着彩色图像时,它的后像会呈现出自己的色调。例如,盯着红色鹦鹉的眼睛 30 秒,然后立即看向空鸟笼的中心。您应该看到笼子里有一只幽灵般的蓝绿色鹦鹉。用绿色红衣主教鸟尝试同样的操作,您应该会看到一只粉红色的鸟。这个幻觉是旧金山探索馆博物馆展览的一部分。
凝视任何彩色表面都会引起鲜明的互补色后像。例如,盯着红色会引起蓝绿色的后像,因为您视网膜中响应红光的细胞会通过降低其活动来适应红色环境——为了节省能量并为检测未来红色中的任何变化做好准备。当您将视线移开看向白色背景时,您的视网膜会在几秒钟内保持对红色环境的适应。从白色中“减去”红色后,您可以看到红色的相反色:蓝绿色。
与众不同的鸟
正后像可以从互补的周围颜色中捕获,如这个未着色的鸟的演示,它捕获了其背景的红色。盯着左侧面板中鸟身上的“目标”约 30 秒。然后立即看向右侧面板中鸟的相同位置。
在这个由以色列特拉维夫大学的视觉科学家 Yuval Barkan 和 Hedva Spitzer 创造的幻觉中,左侧面板中的红色背景导致鸟填充互补的蓝绿色,一旦移除红色背景,就会产生令人惊讶的强烈且持久的鸟的红色后像。
这个幻觉在 2009 年年度最佳幻觉竞赛中获得二等奖。要体验这个幻觉的更引人注目的“飞行”鸟版本,请访问 http://illusioncontest.neuralcorrelate.com/2009/color-dove-illusion
红色和黄色珠子
凝视上下方块之间的十字约 30 秒。然后立即看向右侧的十字,您应该看到 18 颗彩色珠子:十字上方九颗红色珠子,十字下方九颗黄色珠子。珠子在图像本身中都是灰色的,但周围的颜色会引起彩色后像。
西班牙宗教裁判所
这个令人难以置信的后像幻觉展示了一点颜色的力量有多么强大。首先,将您的视线固定在左图中心的小黑点上。请注意,图像中没有轮廓,只有纯色色斑。一旦您的视网膜适应约 30 秒,请看向右侧马德里附近 Manzanares el Real 城堡的黑白图像(同样,将视线固定在中心的黑点上)。¡Olé! 西班牙城堡已从黑白变为绚丽的色彩。
这个幻觉表明,即使颜色来自后像,大脑也可以将颜色分配给单色物体。只有当后像与实际图像完美对齐时,幻觉才有效——否则实际图像会占主导地位,颜色会被抑制。这种复杂过程的神经细节在很大程度上仍然未知。
形状特定的后像
在这个幻觉中,单个彩色图像会产生两种不同颜色的后像,具体取决于您之后看到的形状。将您的视线固定在中间面板彩色星星之间的黑点上,并盯着它 30 秒,不要移动您的眼睛。然后看向顶部面板中的空轮廓。左边的轮廓填充了幽灵般的蓝绿色,右边的轮廓看起来是红色的。当您看向底部面板时,颜色会反转。
一个图像如何产生两种不同颜色的后像?轮廓的形状如何决定填充的颜色?这个幻觉的创造者,荷兰奈梅亨拉德堡大学的 Rob van Lier 和 Mark Vergeer 认为,后像的色块可以扩散和融合,以填充轮廓形状。右上角的形状呈现红色色调,因为它与原始彩色图像中的互补蓝绿色色块具有相同的轮廓。同样,左上角带有蓝绿色的形状与彩色图像中的红色色块相匹配。
没有什么是相同的
新泽西医学院和史密斯-凯特尔韦尔眼科研究所的 Abigail E. Huang、Alice J. Hon、Christopher W. Tyler 和 Eric L. Altschuler 创作的这些令人难以置信的幻觉表明,在后像中,颜色外观相同的物体可能看起来颜色不同,而颜色不同的物体可能看起来颜色相同。凝视上图中黄色字母 M 和 P 之间的白点。保持您的视线 30 秒,然后看向白色的墙壁。您将看到字母的后像,现在是品红色 (M) 和紫色 (P)。
在下图中有两个 Y,一个是蓝色,一个是紫色。盯着它们之间的白点 30 秒,然后将您的眼睛移向白色的墙壁。您现在将看到后像中的 Y 是相同的黄色阴影。
事实上,上图中的 M 和 P 是不同的颜色,但由于红色和黑色背景的影响,它们看起来只是相同的黄色阴影。在后像中,互补的背景颜色——蓝绿色和白色——具有相反的效果:它们使 M 和 P 看起来比实际更不同。Y 在真实图像中也彼此不同,但后像中的互补背景颜色使它们看起来颜色相同。
地球上色彩最不丰富的地方
后像颜色分配对于人类非常擅长识别的物体(例如面孔)非常有效。凝视左侧国家海洋和大气管理局军团指挥官约翰·博特尼亚克在南极的彩色反转肖像 30 秒,然后看向右侧的图像,以彩色查看它。