眼睛為什么會“欺騙”我們？耶魯科學(xué)家在“復(fù)眼”中發(fā)現(xiàn)驚人線索
有時候，我們的眼睛會欺騙我們，就比如：你看下面這張圖是靜止的嗎？這種視錯覺現(xiàn)象已經(jīng)讓神經(jīng)科學(xué)家們關(guān)注了幾十年，實際上，這些錯覺信息存在的時間比我們想象的要長多了。近日，發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊（PNAS）》上的一項研究中，來自美國耶魯大學(xué)的研究團隊發(fā)現(xiàn)，小果蠅的眼睛很容易被高對比度的靜態(tài)視覺模式所愚弄，使它們看到實際上并不存在的運動。對于一個擁有復(fù)眼的無脊椎動物來說，卻與我們存在著驚人的相似之處，即使經(jīng)過了數(shù)百萬年的趨異進化，這種現(xiàn)象仍然存在。研究通訊作者、耶魯大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家Damon Clark教授說：“蒼蠅與人類最后的共同祖先生活在大約五億年前，但這兩個物種卻進化出了相似的感知運動策略。了解這些共享策略有助于我們更全面地理解人類視覺系統(tǒng)。”通過將行為測量、沉默特定基因和神經(jīng)影像學(xué)相結(jié)合，研究團隊得出結(jié)論：果蠅（黑腹果蠅）和脊椎動物一樣，會在靜止圖像中感知到虛幻的運動，它們具有與我們?nèi)祟愊嗤幕敬竽X回路，只是我們的更為復(fù)雜。傳統(tǒng)觀點認為，蒼蠅的眼睛和人眼在進化過程中出現(xiàn)了很大差異，但最近的遺傳研究發(fā)現(xiàn)，在所有動物門中，眼睛的潛在遺傳基礎(chǔ)都是相同的。還有些科學(xué)家認為最初只有一種眼睛，然后在數(shù)百萬年的時間里，它又進化出不同的分支。不同物種眼睛的相似性確實是顯而易見的。先前對視錯覺的研究表明，非人類靈長類動物、貓和魚都會被視錯覺欺騙，從而看到并不存在的運動。但研究人員從未在與我們從進化角度來看關(guān)系非常疏遠的果蠅中證實過這一現(xiàn)象。Clark說：“果蠅也能像人一樣感知到靜態(tài)圖片中的運動，這一發(fā)現(xiàn)非常令人興奮。主要是因為它使我們對自己大腦中正在發(fā)生的事情有所了解。沒有人可以真正確定，是什么因素使視錯覺能夠干擾我們大腦中最理性的部分?！?/strong>有些證據(jù)表明，我們在靜態(tài)圖片中看到運動是因為這些圖片通常具有更高的對比度，而使我們的大腦處理速度更快，從而產(chǎn)生運動錯覺（黑色→深灰色→白色→淺灰色→黑色）的順序向大腦呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。其他證據(jù)將這種影響歸因于我們的眼睛會在檢查物體時產(chǎn)生微小的無意識抽搐。由于科學(xué)家們對果蠅的大腦已有充分的了解，因此他們可以對果蠅進行測試，然后利用神經(jīng)影像學(xué)來理解結(jié)果。當果蠅飛到呈現(xiàn)視錯覺運動的靜態(tài)圖片附近時（比如下面這張圖），果蠅會轉(zhuǎn)向圖片，這表明它們看到了持續(xù)的運動。在果蠅的大腦中，首先被具有探測視覺運動能力的神經(jīng)元T4和T5檢測到“運動”，這些神經(jīng)元對強烈的對比度邊緣做出反應(yīng)。當研究人員移除T4和T5時，運動錯覺就消失了。進一步的神經(jīng)影像學(xué)表明，T4和T5在相反的方向上發(fā)揮著作用。通過關(guān)閉其中一個神經(jīng)元，研究人員使果蠅轉(zhuǎn)向了與當兩個神經(jīng)元都處于活躍狀態(tài)時相反的方向。這表明，這些運動探測神經(jīng)元與果蠅對刺激的反應(yīng)之間存在微妙的不平衡。研究人員解釋說：“當我們使人類觀察者適應(yīng)移動的亮邊緣或暗邊緣時，我們也可以操縱其感知的幅度和方向，這表明與蒼蠅相似的機制也可能是人類產(chǎn)生視錯覺的基礎(chǔ)?！?/section>因此，該研究團隊認為，人類大腦的結(jié)構(gòu)中有某種因素驅(qū)動這種運動錯覺，這或許可以幫助解釋為什么高對比度和眼睛在特定方向上的微小運動會造成這種錯覺。論文鏈接：
https://www.pnas.org/content/early/2020/08/19/2002937117
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