看到就是真的?研究:視聽覺會相互影響導致一方產生錯覺

作者 | 發布日期 2018 年 10 月 20 日 8:48 | 分類 生物科技 , 科技趣聞 , 醫療科技 follow us in feedly

人們透過各種感官體驗世界,景色、聲音、氣味……大腦接收這些訊號並對其進行處理,進而產生我們對世界的個人看法,但有時我們的感官會欺騙我們的大腦,加州理工學院(Caltech)研究人員近期便透過兩個實驗揭露了揭示了視覺與聽覺感官是如何相互影響,導致其中一方產生錯覺。



大腦是如何運用多重感官資訊來判斷訊息是否夠「現實」?而如果感官訊息之間有噪音或衝突,大腦又是如何判斷?這項研究首度揭示了跨越多感官的錯覺是如何形成,研究已經刊登在《PLOS ONE》期刊。

論文第一作者、南加州大學博士後研究員 Noelle Stiles 表示,理解錯覺是一個窺探大腦的非常有趣窗口,透過調查錯覺的形成,我們可以研究大腦的決策過程。

「大腦會使用有關環境的推論來解決這個問題。當某個假設剛好是錯的,而大腦又想要用最好的解釋來說明當下令人困惑的情況時,幻覺就會產生。我們可以利用這些幻覺來揭露大腦所做的潛在推論。」

這兩種錯覺產生的關鍵,在於聲音和視覺刺激在 200 毫秒(約五分之一秒)內迅速發生。由於兩者間發生得如此之快,以至於產生一種稱為「後測」(postdiction)的反應。與預測相反,後測指的是後來發生的刺激反過來影響我們對早期事件的看法。當大腦試圖理解一系列訊息時,便會結合兩種感官的刺激後測來確定經歷。

覺得難以想像嗎?不妨透過下方的影片來體驗「後測」如何實際出現。透過在電腦同時播放短促蜂鳴聲和快速閃光,團隊創造出第一個錯覺:「虛幻兔子」(Illusory Rabbit)。

在這項測試中,閃光位置會由左至右出現,但蜂鳴聲始終都是由中央位置傳出,不會移動;在第一次閃光於左側出現時,蜂鳴聲同時會響起,而在 58 毫秒後,第二次蜂鳴聲則是單獨出現,接著再隔 58 毫秒後,第三聲蜂鳴聲與右側的閃光同時播放。

儘管只播放了兩次閃光,但大多數觀看的測試者都認為自己看到三次閃光,第二次蜂鳴聲中,幻想中的閃光似乎伴隨著聲音出現在螢幕中央,研究人員認為,這便是大腦使用「後測」處理事務的關鍵證據。

Stiles 指出,大腦之所以感知到移動的幻覺閃光,是利用最後蜂鳴─閃光的同步組合,重建出先前「錯過」的閃光可能位置,因此這暗示一種運作中的後測機制。

「當最後的蜂鳴─閃光同步出現時,大腦會認為一定是錯過了第二次蜂鳴配對的閃光,因此會捏造出第二個閃光存在的情況。」

第二種錯覺叫「隱形兔子」(Invisible Rabbit)。這項測驗中,聽覺與視覺交換角色,螢幕上會由左至右顯示三次閃光,但只有第一和第三次閃光會和蜂鳴重疊。

而在這種情況下,大多數人根本沒有意識到第二次閃光,因為沒有伴隨的蜂鳴聲,導致大腦判斷實際存在的閃光並不存在。透過展現聲音可以激發視覺錯覺,研究人員已發現大腦如何將結合針對空間和時間的感官,來產生一種綜合的感知感。

(Source:Stiles NRB CC BY 4.0)

研究作者之一的 Shinsuke Shimojo 指出,這項研究顯示了兩個關鍵;其一,在單一和多重感官的認知處理中,後測顯然是一個關鍵過程,「儘管後測聽起來非常神祕,但事實並非如此──人們必須考慮大腦處理早期視覺刺激需要多長時間,而在這段時間內,來自不同感官的後續刺激可能就會影響或塑造前者的形象。」

其次,這些錯覺是非常罕見的聽覺與視覺相互影響的情況,這展現了跨越空間和時間的神經處理情況,使研究人員能確定多感官整合的最佳參數,對於訓練視力障礙個體的理想感官輔助很有必要。

(首圖來源:shutterstock)