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大脑如何“欺骗”眼睛？

启示号
健康养生
3年前
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拍照时手不能抖，稍一抖动拍出的照片马上糊掉，但是即使你现在左右转动眼珠，眼前的字还是能看得清清楚楚，眼睛这个“摄像头”为什么这么“防抖”呢？写作业遇到难题，思考时随手转动手上的笔，一不小心将笔甩了出去，顺着眼睛看到的掉落方向去找，却怎么也找不到，可是转个身它却出现在了与你看到的方向完全不同的地方，这又是为什么？原来，这都是因为大脑“骗”了眼睛！

超级防抖“摄像头”

如果问你，是什么能让你看到这个五彩缤纷的世界？你一定毫不犹豫地说是眼睛，其实这个答案只对了一半，因为视物仅有眼睛是不够的，大脑在这个过程中也有不可或缺的作用。

光线进入我们的眼睛，最终会汇聚到视网膜上。在这里，光线将激活一个个感光细胞，各种不同颜色、形状和大小的物体会在细胞中产生不同的电火花。这些电信号通过视神经被传送到大脑，在视觉皮层中被重组并“翻译”成我们看到的影像。重组和翻译的过程是完全由大脑完成的，所以在这个阶段，大脑获得了“欺骗”眼睛的机会。

当我们的眼球移动时，因为光沿直线传播的原因，眼球接收到的物体发出或反射的光线的角度和强弱都会发生变化，这也是为什么我们拍照时手一抖照片就会模糊的原因。但我们最终看到的物体却几乎不变，这显然与光学知识不符，这是为什么？意大利比萨大学的眼科医学教授波拉·宾达和玛丽亚·莫龙认为，这是大脑预测出了你将看到的东西并将它的影像“翻译”了出来。

在宾达等人进行的实验中，他们给猕猴展示了一些迅速移动的物体，包括它们感兴趣的食物香蕉等。这些物体的移动速度是逐渐加快的，以训练猕猴的快速扫视能力。在实验中，研究人员们用脑电图仪跟踪了一个完整的神经元从视网膜向视觉皮层传递和接收电信号的过程，以此研究猕猴的视物过程。研究人员发现，当猕猴跟着物体的移动转动眼球前，脑细胞就已经接收到了由移动的物体引起的电信号，也就是说，即使猕猴不跟着物体移动眼球，它也已经事先“看到”了这个移动的物体。

那么，这些脑细胞是如何事先“看到”即将到来的物体的呢？答案是根据之前看到的景象。猕猴快速扫视了一眼物体后，头脑中会先留下一个印象，之后再看到这个物体时，会产生相同的电信号，两种电信号会融合成同一个图像。这样，即使这个物体是运动的，在大脑中的图像也会自动融合，因此我们能看见快速移动的物体并且不会感到模糊。不过两个电信号融合的时间是非常短暂的，根据宾达的研究结果，间隔时间在50-100毫秒内的两个相同刺激才能被大脑融合成同一个图像，否则就会短暂地“大脑一片空白”。

在人类身上很可能也发生了这种情况，宾达认为，在大脑向眼球发出转动的命令前，会先向“预视区”发出信号，这种信号会让视网膜细胞根据之前看到的图像“补齐”未看到的事物的图像。换句话说，大脑会先用之前看到的图像“占个位”，等到眼睛真正看到物体时，再“补上”真实的图像。

这个发现其实人类已经运用起来了。在我们还没有flash（制作动画的软件）技术时，插画师会画许许多多张非常相似的图画，然后在极短的时间里快速播放这些图画，这样我们就看到图画上的事物好像“动”了起来，这就是动画片的制作原理，它就是利用了我们大脑会将快速移动的物体合二为一这个“漏洞”来欺骗了我们的眼睛。

消失不见的钢笔

大脑的“欺骗”让我们看清了移动的物体，这确实给我们带来了很大的好处，但有时候也会给我们错误的信息，比如掉落在地上怎么也找不到的笔，就是大脑的“欺骗”带来的副作用。

前文说过，大脑会将50-100毫秒内的两个相似图像合二为一，这个时间已经很短了吧？但是，比起一下子就消失的笔，这个时间还是太长了。为了维护自己的“权威”，指挥身体的其他部位做出反应，大脑就自行对物体的运行轨迹进行了预测，然而，最终忙中出错了。

2016年，美国麻省理工学院的大脑神经学家杰森·费舍尔及其团队做了一系列让大脑“预见”事物的实验，其中一项是这样做的，研究人员给受试者观察了排成一圈按先后顺序依次闪烁的光点，并用脑电图仪监控他们的大脑活动。在进行了多次重复实验后，受试者的大脑学会了对这些点的出现时间和顺序进行预测，即能在下一个点闪烁前就“预见”到它亮了起来，时间间隔仅为15毫秒左右。但是此时，研究者开始“玩弄”大脑，他们改变了光点闪烁的规则，突然中止了闪烁循环，光点不再亮起。结果发现，受试者仍然表示自己“看见”了其后几个光点依次闪烁，然后光点才消失。

在另一项平行实验中，研究者将规则改变成更换光点的闪烁方向，即从顺时针闪烁变成了逆时针。这一次，大脑仍然先执行了错误的预测，受试者“看到”了顺时针方向闪烁的光点。很快，大脑意识到发生了错误，它马上改正了自己的认知方式：直接抹去之前的预测信息，就好像它从来没犯错一样。受试者表示之前好像看到的光点完全消失了，新的光点开始顺着逆时针方向亮了起来。

据此，我们可以推测，在寻找弹飞出去的钢笔时，大脑也按照钢笔消失之前的移动方向预测了它弹到视野之外的运动轨迹，但因为没有后续信息，大脑无法判断自己的预测是否有误，因此我们就会认为笔往之前大脑预测的方向飞了出去，直到我们发现实际情况有所出入，才会恍然发现，原来大脑也不总是对的。