據(jù)2007年8月20日physorg網(wǎng)站報(bào)道,，新研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們對看到的事物感到困惑時(shí),，我們的大腦將為我們“填補(bǔ)空白”,，其方式是首先描繪出物體的邊緣，然后給表面區(qū)域“添上色彩”,。這項(xiàng)研究首次找到了負(fù)責(zé)描繪我們所看到的物體邊緣和表面的大腦區(qū)域,，以及該大腦區(qū)域活動的時(shí)間順序。
這項(xiàng)研究已發(fā)表在8月19日的《自然神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上,。
“當(dāng)你看到物體時(shí),，你可以通過它們的輪廓或表面特征來分辨這些物體，比如色彩和亮度,。對于如何分辨這些物體,，神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)曾有過不同的觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為你首先看到的是物體的輪廓，然后才像著色一樣把物體填滿,；另一種是你首先看到的是物體的表面,，然后再把表面發(fā)展為輪廓。”這項(xiàng)研究的作者之一,，范德比爾特大學(xué)心理學(xué)助理教授安娜·露說：“通過研究視覺皮層里的個(gè)體神經(jīng)細(xì)胞,，我們發(fā)現(xiàn)第一種觀點(diǎn)是正確的。我們的大腦將首先處理物體邊緣信息,，然后填補(bǔ)物體表面信息,，這使得我們能夠察覺到那些真實(shí)上并不存在的東西。”
研究人員的目的是從神經(jīng)系統(tǒng)的角度理解大腦在分辨物體時(shí)究竟發(fā)生了什么,，其方式是讓貓看到與這張瓷瓶圖非常類似的錯(cuò)覺圖,，近而研究貓視覺皮層里的個(gè)體神經(jīng)元活動情況。這種錯(cuò)覺圖被稱為克雷克－奧布里恩－康斯威特錯(cuò)覺,，即被中間的深灰色邊界分成兩半的灰色矩形背景區(qū),。位于中部邊界左側(cè)的區(qū)域看起來比右側(cè)區(qū)域更亮。事實(shí)上,，只有中部邊界才有更亮和更暗的區(qū)域,，左右兩側(cè)區(qū)域的亮度是完全相同的,。這種錯(cuò)覺圖會誘使大腦把中部邊界上的亮度和暗度誤解為左右兩側(cè)區(qū)域的亮度和暗度。
“康斯威特錯(cuò)覺是邊緣感應(yīng)現(xiàn)象的一個(gè)很好的例子,，它促使大腦把來自物體邊緣的信息應(yīng)用于物體的其它區(qū)域,。”安娜·露說：“它證明你察覺到的許多信息事實(shí)上是你的大腦對邊緣信息和表面信息產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)感。換句話說,，你看到的許多東西是并不準(zhǔn)確的,。我們對理解邊緣和表面信息如何轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K你所看到的東西很感興趣。“
安娜·露和她的同事發(fā)現(xiàn),，當(dāng)把這種錯(cuò)覺圖放在眼前時(shí),，首先激活的是對邊緣產(chǎn)生反應(yīng)的神經(jīng)元，其次才是對紋理產(chǎn)生反應(yīng)的神經(jīng)元,。這種激活延遲只有在圖像存在亮度差異時(shí)才會被發(fā)現(xiàn),；當(dāng)把一張沒有明顯亮度差異的圖片放在眼前時(shí)，神經(jīng)元同時(shí)被激活,。
“我們發(fā)現(xiàn),，在大腦中，激活神經(jīng)元的時(shí)間選擇并不固定,，它會根據(jù)你所看到的東西而定,。”安娜·露說：“這是神經(jīng)系統(tǒng)活動的一個(gè)很好的例子，它證明神經(jīng)系統(tǒng)活動依賴于一種刺激因素,，這種因素與我們?nèi)绾尾煊X物體息息相關(guān),。它并不是一成不變的，神經(jīng)系統(tǒng)活動以及神經(jīng)細(xì)胞之間的關(guān)系會根據(jù)不同的刺激因素發(fā)生變化,。”
研究人員還發(fā)現(xiàn),，對幻覺產(chǎn)生神經(jīng)反應(yīng)的神經(jīng)細(xì)胞分別位于視覺皮層的兩個(gè)不同區(qū)域。
“這種先邊緣后表面的延遲反應(yīng)似乎普遍存在于視覺皮層兩個(gè)不同區(qū)域里的細(xì)胞對中,。”安娜·露說：“這項(xiàng)研究首次為兩個(gè)不同區(qū)域之間的先邊緣后表面感知反應(yīng)提供了范例,。它重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了視覺感知過程中兩個(gè)區(qū)域之間的重要關(guān)系，這在以前還從未強(qiáng)調(diào)過,。這項(xiàng)研究的一個(gè)重要含意在于,，它強(qiáng)調(diào)在視覺感知過程，扮演關(guān)鍵角色的是大腦里神經(jīng)細(xì)胞的相互作用,，而不是簡單的神經(jīng)細(xì)胞活動,。”安娜·露說：“這樣一來，那些擅長于探測細(xì)胞活動的技術(shù),，比如核磁共振成像技術(shù),，可能無法發(fā)現(xiàn)這些基本機(jī)制。因此,，擁有不同的探測工具是很重要的,，這樣才能從不同角度評估大腦反應(yīng),。”
