新的研究表明錯覺在眼睛里而不是大腦的神經(jīng)元

新的研究表明，許多視覺錯覺是由我們的眼睛和視覺神經(jīng)元工作方式的限制引起的，而不是由更復(fù)雜的心理過程引起的。

研究人員檢查了物體周圍環(huán)境影響我們看到其顏色或圖案的方式的錯覺。該論文發(fā)表在PLOSComputationalBiology雜志上，標(biāo)題為“基于自然圖像高效編碼的顏色外觀模型”。

科學(xué)家和哲學(xué)家長期以來一直爭論這些錯覺是由眼睛中的神經(jīng)處理和大腦中的低級視覺中心引起的，還是涉及更高級別的心理過程，例如上下文和先驗知識。

在這項新研究中，來自?？巳卮髮W(xué)的JolyonTroscianko博士與人共同開發(fā)了一個模型，該模型表明對神經(jīng)反應(yīng)的簡單限制——而不是更深層次的心理過程——可以解釋這些錯覺。

“我們的眼睛通過使神經(jīng)元放電更快或更慢來向大腦發(fā)送信息，”康沃爾埃克塞特Penryn校區(qū)生態(tài)與保護(hù)中心的Troscianko博士說。“然而，它們發(fā)射的速度是有限度的，之前的研究并沒有考慮到這個極限會如何影響我們看到顏色的方式。”

該模型將這種“有限帶寬”與人類如何在不同尺度下感知模式的信息結(jié)合起來，并假設(shè)我們的視覺在觀看自然場景時表現(xiàn)最佳。

該模型由?？巳卮髮W(xué)和蘇塞克斯大學(xué)的研究人員開發(fā)，用于預(yù)測動物如何看待顏色，但它也被發(fā)現(xiàn)可以正確預(yù)測人類看到的許多視覺錯覺。

Troscianko博士說：“這使很多關(guān)于視覺錯覺如何運作的長期假設(shè)變得懸而未決。”

他說，調(diào)查結(jié)果還揭示了高清電視的普及。

Troscianko博士補充說：“現(xiàn)代高動態(tài)范圍電視創(chuàng)建的明亮白色區(qū)域比最暗的黑色區(qū)域亮10,000多倍，接近自然場景的對比度水平。”

“我們的眼睛和大腦如何處理這種對比度是一個謎，因為測試表明，我們?nèi)祟愒趩我豢臻g尺度上可以看到的最高對比度約為200:1。

“更令人困惑的是，連接我們眼睛和大腦的神經(jīng)元只能處理大約10:1的對比度。

“我們的模型展示了具有如此有限對比帶寬的神經(jīng)元如何組合它們的信號，讓我們看到這些巨大的對比，但信息被‘壓縮’——導(dǎo)致視覺錯覺。

“該模型展示了我們的神經(jīng)元如何精確進(jìn)化以利用每一點能力。

“例如，一些神經(jīng)元對中等尺度灰度級的微小差異很敏感，但很容易被高對比度淹沒。

“與此同時，編碼更大或更小尺度對比度的神經(jīng)元敏感性要低得多，但可以在更廣泛的對比度范圍內(nèi)工作，從而產(chǎn)生深刻的黑白差異。

“最終，這表明神經(jīng)帶寬和靈敏度嚴(yán)重受限的系統(tǒng)如何感知大于10,000:1的對比度。”

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