用苍蝇的眼睛解释视错觉

用苍蝇的眼睛解释视错觉
在这个静止的图像中,观众应该看到圆在不同的方向旋转。当观众的眼睛移动或眨眼时,这种效果尤其明显。图片来源:A. Kitaoka;插图:田中

为什么人们会在一些静态图像中感觉到运动,这不仅让观看这些视觉错觉的人感到困惑,也让试图解释这一现象的神经科学家感到困惑。现在耶鲁大学的神经科学家们在苍蝇的眼睛里找到了一些答案,他们在8月24日的杂志上报道美国国家科学院院刊

事实证明,苍蝇和人类一样容易被视觉错觉所欺骗。

“令人兴奋的是,发现苍蝇在静态图像中感知运动的方式和我们一样,”分子、细胞和物理学和神经科学的教授。

苍蝇的大脑很小,很容易追踪它们的活动在他们的.克拉克实验室的两名成员Margarida Agrochao和Ryosuke Tanaka给苍蝇展示了与上图相似的视觉错觉。然后,他们测量了苍蝇的行为,以检查昆虫是否感知到这种光学运动和人类一样。苍蝇本能地将身体转向任何察觉到的动作;当出现视觉错觉时,苍蝇转向与人类在模式中感知到的运动方向相同。

与此同时,研究人员检查了控制苍蝇运动检测的特定神经元类型,发现了由静态模式产生的反应模式。通过打开和关闭这些神经元,研究人员能够改变苍蝇对虚幻运动的感知。通过关闭两种运动探测神经元,他们完全消除了错觉。通过关闭两种神经元中的一种,他们创造出的果蝇感知到的虚幻运动方向与两种神经元都活跃时相反。基于这些数据,研究人员推断不同类型的运动探测器对苍蝇对幻觉的反应或不反应产生了微小的不平衡。

用苍蝇的眼睛解释视错觉
弗雷泽-威尔考克斯错觉产生于一个比上面的更简单的模式。当观看者注意到此模式时,同时将目光移开,例如在页面或显示器的其他地方观看时,对于一些观看者来说,模式将呈现缓慢的顺时针旋转。苍蝇也有类似的运动错觉。图片来源:A. Kitaoka;插图:田中

由于苍蝇和人类的视觉处理有相似之处,研究人员设计了实验来测试他们为苍蝇开发的理论是否也适用于人类。他们请11名参与者告诉他们在视觉错觉中看到的运动。这些实验表明——这并不令人惊讶——人类的视觉系统比苍蝇的更复杂,但结果表明,在人类这种运动错觉的基础上存在着类似的机制。

最后的共同祖先而人类生活在5亿年前,但这两个物种进化出了相似的感知运动的策略,”克拉克说。“理解这些共同的策略可以帮助我们更全面地理解人类的视觉系统。”


进一步探索

大脑表示视错觉为延迟的现实

更多信息:Margarida Agrochao el al.,“苍蝇和人类的类似错觉运动感知机制”,PNAS(2020)。www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2002937117
所提供的耶鲁大学
引用:在苍蝇眼睛中解释的光学错觉(2020年,8月24日)检索自2022年7月29日//www.pyrotek-europe.com/news/2020-08-optical-illusions-eyes.html
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