神经科学家和魔术师如何变出大脑的洞察力

加入我们的科学爱好者社区!

本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


“我看到你戴着一块带扣的手表。” 阿波罗·罗宾斯站在我身边,轻轻地握着我的手腕,翻来覆去地看着我的手。

我完全知道接下来会发生什么,但我还是上当了。“是的,”我说,尽量盯着他,“对你来说,把它摘下来很容易,但我的戒指就更难了。” 他礼貌地同意了,同时低头看着我的手,然后抬头看着我的眼睛:“你认为哪个最难摘下来?”

当我考虑答案时,他已经摘下了我的手表,把它戴在自己背后的手腕上,我都没看见。他被称为“绅士小偷”并非浪得虚名。


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。 通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。


罗宾斯刚刚巧妙地控制了我的注意力焦点——也就是任何给定时刻的意识焦点。 为了隐藏他的扒窃行为,罗宾斯使用了通常所说的“误导”:他让我关注错误的事情,用他幽默的俏皮话增加了我大脑的认知负荷,通过给我一个问题来回答,在我内心制造了分散注意力的内心对话,并且通常通过按压我的肩膀或手腕来让我感到困惑。 更糟糕的是,罗宾斯刚刚描述了他所做的事情——并展示了他的技巧,同时迅速地偷走了另一块手表,并掏空了斯基德莫尔学院友善的 菲利普·菲利普斯 的口袋。 尽管如此,我仍然毫无机会。 我对如此轻易被愚弄的反应? 我放声大笑。(观看罗宾斯在大众科学视频中的表演,“魔术与科学再次携手”,并在博客文章中了解更多信息。 这是我在2012年神经魔术大会期间拍摄的罗宾斯表演的另一段视频,在这篇博客文章中:“神经科学与魔术:偷手表的科学。”)

主观现实的岛屿

我们在 2012年神经魔术大会上,会议于2012年5月7日至10日在圣西蒙岛举行,圣西蒙岛也被恰如其分地称为思想之岛,位于西班牙维哥附近的北大西洋海岸。 由巴罗神经学研究所的苏珊娜·马丁内斯-康德和斯蒂芬·麦克尼克组织,这些讲座旨在推进一个有趣的大脑研究领域,该领域涵盖注意力和意识、感知的各个方面,以及最终的意识研究。 更多关于这个研究领域的信息可以在他们的书《思维的诡计》中找到,该书于2010年出版。(摘录《思维超越魔术?》,由马丁内斯-康德和麦克尼克撰写,他们是大众科学·思维杂志的顾问,发表在该杂志2010年11月/12月刊上。 他们还为大众科学撰写了“魔术与大脑:魔术师如何‘欺骗’大脑”。)

为什么科学家要与手法艺术家合作? 他们的技巧,经过几十年的磨练,揭示了人们在特定情况下会以特定的方式做出反应。 就像侦探寻找新的线索来解开谜团一样,科学家可以挖掘魔术师的知识,为实验室测试提供思路。 对于魔术师来说,理解大脑的原理——也就是,为什么一个魔术会以它所表现的方式起作用——可以为他们开发新魔术或改进现有魔术提供新的方法,从而提升他们的艺术水平。(文章“魔术师能教给我们关于大脑什么?” 提供了一些更多的背景知识,以及一篇神经科学家和魔术师共同撰写的2008年11月的自然·神经科学评论论文。)

会议探讨了注意力的几个方面。 麦克尼克首先解释了大脑如何从一套真正不完善的生物物理工具中构建我们对现实的体验,从而产生“你周围一切事物的宏大模拟”。 例如,“你的眼球只有一百万像素,而你的相机有八百万像素,”他说。 除了从场景中收集相对少量的信息外,眼睛本身还有一个很大的盲点,视神经将信息传递到大脑,穿过眼睛后部的集光视网膜; 大脑填补了视觉空白,创造了你的视觉像无缝电影摄像机一样运作的错觉。

我们内在产生的现实画面是主观的——并且容易受到影响。 “魔术师是注意力和意识的表演艺术家,”麦克尼克说。 他们使用多种技巧,包括误导,来管理注意力。 他们还利用大脑的易错性,包括它无法注意到场景中的细微变化(“变化盲视”),人类交流的多种方式等等。 麦克尼克最终说,“魔术师利用注意力的聚光灯来施展一种精神柔术。”

灵魂之窗

人类交流的一个重要方面是追踪他人的眼球运动。 “对魔术师的一种描述是控制人们眼睛的人,”麦克尼克说。 例如,在一项最近的研究中,罗宾斯帮助科学家测试了他观察到的一个现象背后的原因:观众的眼睛更专注于追踪曲线运动而不是直线运动。(参见人类神经科学前沿杂志的摘要,“曲线运动比直线运动更能产生误导。”)当运动中只有两个点时——例如,当手从左向右移动时——眼睛倾向于从起点跳到终点,然后再弹回来。 这对于试图将某物移出视野范围的魔术师来说可能是个问题。 相反,正如科学家现在在实验室中记录的那样,曲线“对视觉系统来说非常特别。 曲线运动使眼睛比直线运动更紧密地追踪,”马丁内斯-康德说。 当魔术师用曲线运动将一只手从左向右移动时,观众的注意力会跟随弧线,而不会弹回原来的点。 “阿波罗首先将这一点引起我们的注意,功劳很大,”马丁内斯-康德说。

视觉感知对生存至关重要,即使有意识的视觉通路受到特定损害,患者仍然可以接收视觉信息。 荷兰蒂尔堡大学的演讲者比阿特丽斯·德·格尔德与患有“盲视”的患者合作。 正如你在这个视频“盲视:无意识的看见”中看到的那样,患者可以在走廊中安全地避开障碍物,而没有意识到物体的存在。(关于盲视的更多信息,请参阅德·格尔德的大众科学文章“盲人不可思议的视觉”。) 加州理工学院的 杰德·埃利森 正在进行另一条与视觉感知相关的研究路线,研究婴儿的注视行为可能有助于揭示自闭症症状的发生,自闭症症状会导致沟通障碍。

由于眼睛透露了我们太多的想法,扑克牌玩家经常用眼镜和帽衫来掩饰它们。 锦标赛老将 梅·马塞拉斯 利用她的眼睛窥视其他玩家的“泄密”——可能伴随扑克牌动作的身体动作——然后在日志中记录下来,以备将来几轮使用。 毕竟,“你不是在和牌玩;你是在和人玩,”她说。 “仅仅通过观察,我就可以从我的对手那里获得大量信息。”

斯基德莫尔学院的菲利普斯研究 欺骗性的生物运动:我们在游戏、体育和魔术中为了迷惑对手而做的事情,他说,“转移注意力或让他们陷入他们无法摆脱的生物物理运动中。” 由记录在活体上的点组成的软件动画帮助科学家分解欺骗性动作的各个阶段,以找出表演者可能会向观察者暗示他或她即将做什么的地方。 例如,在一个名为法式消失的动作中,魔术师制造了硬币在两手之间切换的错觉,但实际上并没有切换。 在研究中,菲利普斯和他的同事发现,新手通过诸如前臂肌肉张力明显和动作夸张等因素暴露了他们的意图,而专家则更擅长隐藏他们的秘密动作。 “在很短的时间内,我们获得了大量的视觉信息,”他补充道。

沟通也受到我们是谁以及我们与谁互动的影响,艾娃·杜 说,她在转行魔术之前曾在临床心理学领域工作。(“从我的角度来看,这两个领域似乎有很多共同之处,”她说。) 男性常用的某些魔术技巧对她来说并不能保证奏效。 “我通过惨痛的教训了解到,很多对男性魔术师有效的技巧不一定对我有效,”她说。 也许研究可以揭示其中的差异。

人人都爱听故事

叙事,通过创建一个引人入胜的情节,让听众跟随,从而调动大脑的处理能力,这种技巧被与会魔术师有效地运用,例如美国魔术师和揭穿骗局的专家 詹姆斯“神奇”兰迪 和西班牙魔术师 奇科·帕斯图尔。 两人都展示了他们如何大量使用故事情节来误导,效果令人愉快。

当罗宾斯与观众开玩笑时,他的问题也旨在创造内部对话,消耗大脑的一些带宽。 他说他试图调动他所谓的“大脑的两个保安”。 他的想法是让两个保安互相交谈,讨论要注意什么,从而更容易实施盗窃,而比喻意义上的保安则被分散了注意力。 “我们只有这么多的精神财富可以支配,”他补充道。 一旦这些财富被消耗殆尽,受害者就再也没有精力专注于真正发生的事情了。 嘭! 钱包不见了。

有意识的期望和内在的统计假设也会误导我们。 麦吉尔大学的 阿米尔·拉兹 本人年轻时也是一位社区魔术师,他解释说,由“自上而下”(或有意识的)过程产生的暗示性“期望效应”会导致我们认为正在发生一些事情,而实际上并没有发生。

魔术师关于内在假设和倾向的知识可能会成为我们失败的原因。 人群刻板印象——行为模式——在杜使用的读心术魔术中发挥作用。 “我们深受自身认知偏差之苦,”她说。 她与与会者一起表演了一个魔术,展示了通过以特定的方式限制选择,如何轻松地引导观众做出某些选择,并产生她读懂了他们心思的效果。(是的,我也上当了。)

感知硬币的两面

探索科学与魔术的交界面已经为这两个学科带来了宝贵的见解。

在去年的神经魔术大会之后,西班牙魔术师 米格尔·安赫尔·吉亚 告诉与会者,他思考了“填充”现象,即大脑看到图案的一部分,就会填充其余部分。 他在一个精彩的纸牌和硬币魔术中使用了这种现象。 吉亚说,更多地了解大脑的一个好处是,他可以进一步推动他的魔术。 例如,他也许可以用真牌代替通常用于某种花招的魔术牌,因为更好地理解大脑的工作方式将有助于他用普通牌创造同样的效果。

在最近的一项研究中,西班牙阿利坎特神经科学研究所的 路易斯·马丁内斯·奥特罗 使用了一个有着百年历史的花招,称为公主纸牌魔术,来测试观察者检测场景变化的能力。 事实证明,“我们非常不擅长检测不连续性”——这是一个可以帮助魔术师的感知缺陷。 马丁内斯补充说,我们体验到的世界是连续的,“但我们并没有以这种方式感知它。”

在这项研究中,研究人员展示了一组纸牌; 然后再次展示这些纸牌,但移除了一张纸牌。 尽管受试者没有有意识地意识到哪张牌发生了变化(“变化盲视”),但在被要求选择时,他们大部分时间都是正确的——这表明他们已经下意识地处理了这些信息。(当研究人员用面孔图片替换纸牌时,受试者甚至相当成功地完成了这项任务。) 在第二次展示纸牌之前,研究人员还测试了各种选项,看看他们是否可以干扰这种下意识的处理:询问受试者一个与手头主题相关的问题(“你以前玩过纸牌吗?”); 询问一个与完全不同的主题相关的问题(“你去过埃菲尔铁塔吗?”); 并要求受试者“专注于”(而不是“思考”)一张牌。 他们发现,任何额外的任务都会降低受试者的准确性。 麦克尼克评论说,这个实验是一个很好的例子,说明魔术如何为神经科学家指明新的方向:“神经科学家现在可以研究在这种魔术过程中神经元发生了什么。”

魔术师也“有点像实验室里的研究人员,”杜说。 但他们在与观众合作时有很多混杂因素——他们无法隔离所有因素并专注于测试一个变量。 通过揭示某些东西在实验室中起作用的原因,科学家可以帮助魔术师改进他们的幻觉。

“我对这种合作感到兴奋,”詹姆斯·兰迪教育基金会主席兼前魔术师 D.J. 格罗特说,即使这种合作在一个以保密为重的世界中并不总是令人舒适的。

“魔术也是揭穿伪科学的主要力量,”麦克尼克补充道。

罗宾斯补充说,最终,“我们正在共同努力了解感知过程。”

 

Mariette DiChristina, Steering Group chair, is dean and professor of the practice in journalism at the Boston University College of Communication. She was formerly editor in chief of 大众科学 and executive vice president, Magazines, for Springer Nature.

More by Mariette DiChristina
© .