现实是由你的大脑构建的：视觉错觉和功能磁共振成像

把你的视线盯着这张图片左边的黑点。但是等等！先读完这段话。当你凝视左边的圆点时，试着回答这个问题：右边的物体朝什么方向移动？它是沿对角线漂移，还是上下移动？

看起来右侧的对象似乎在沿对角线移动，向上移动到右侧，然后再向下移动到左侧。对吗？对吗？!。实际上，不是这样的。它沿着一条直线上下移动。

这是一种视觉错觉。物体内部黑白相间的斑块暗示着对角线运动，混淆了我们的感官。就像所有的误解一样，它告诉我们，我们对现实的体验并不完美。但是，这种特殊的错觉最近加强了科学家们对关于我们意识本质的更深层次的、几乎是哲学上的真理的理解。

“理解我们没有看到现实真的很重要，”神经学家帕特里克·卡瓦纳说，他是达特茅斯学院的研究教授，也是加拿大格伦登学院的高级研究员。“我们看到的是一个为我们创造的故事。”

大多数时候，我们大脑产生的故事与真实的物理世界相匹配--但并不总是如此。我们的大脑也会不知不觉地扭曲我们对现实的感知，以满足我们的欲望或期望。他们用我们过去的经验填补了空白。

所有这些都会让我们产生偏见。视觉错觉给我们的生活带来了清晰而有趣的挑战：我们如何知道什么是真实的？一旦我们知道了大脑极限的程度，我们如何更加谦虚地生活--并更加关心我们的感知呢？

错觉不是向我们展示我们的大脑是如何破碎的，而是让我们有机会揭示它们是如何工作的。它们是如何工作的呢？嗯，作为人脑的主人，我不得不说这让我有点不安。

我的同事西格尔·塞缪尔(Sigal Samuel)最近探索了冥想的神经科学。在她的报道中，她发现了很好的证据，表明定期冥想练习与增加同情心有关。她写道，这些证据“感觉像是一种挑战，甚至是一种挑战。”如果花这么少的时间和精力就能更好地调节我的情绪……。难道我在道义上没有义务这样做吗？“

对我来说，感知科学引发了一个类似的问题。如果科学告诉我们，我们的大脑正在编造一个关于现实的“故事”，我们难道不应该好奇，甚至寻找答案，那个现实可能是错误的吗？

这并不是要怀疑我们感官中的每一件事。它是关于寻找我们的盲点，目标是成为更好的思想家。它还有助于同理心。当别人误解现实时，我们可能不同意他们的解读，但我们可以理解它从何而来。

为了应对这一挑战，我认为知道大脑正在告诉我们关于我们感知到的最小事情的故事是有帮助的，比如物体的运动。但它也告诉了我们一些关于我们思考的最复杂的事情的故事，在其他社会偏见中，创造了基于种族的对人的假设。

2019年，Cavanagh和他的同事刘思睿、清宇、彼得·谢霆锋利用上面两个点的“双漂移”错觉，探究了我们的大脑是如何产生虚幻的对角运动的。

为了弄清楚这一点，Cavanagh和他的同事们进行了一项神经成像研究，将大脑处理幻觉动画的方式与处理类似的非幻觉动画的方式进行了比较。在第二个动画中，右边的对象确实在沿对角移动。再用你的手指画一遍。

有了fMRI神经成像，研究人员可以绘制大脑活动图，Cavanagh和他的团队可以提出这样的问题：如果我们对每个动画的感知都是相似的，我们大脑中是什么促使这种情况发生的？第一部动画中错觉的来源是什么？卡瓦纳说：“我们想找出意识知觉与身体感觉的分歧之处。”

一种可能性是错觉是在视觉皮层产生的。位于你的后脑勺，这是你的大脑直接处理来自你眼睛的信息的部分。也许视觉系统“看到”它是错误的。另一种选择是视觉系统“看到”它，但是大脑的其他部分覆盖了它，创造了一个新的现实。

这项实验只有9名参与者，但收集了关于每个人的大量数据。每位参与者都完成了10次实验(并进行了脑部扫描)。

以下是分析发现的情况。大脑后部的视觉系统？它似乎没有被幻觉所愚弄。每个动画在视觉皮层产生不同的激活模式。换句话说，“视觉系统认为它们是不同的，”卡瓦纳说。

好的，视觉系统正确地“看到”这两个不同的动画。那么为什么我们认为它们是一样的呢？

参与者大脑额叶-专用于预测和决策的高级思维区域-的激活模式是相似的。也就是说：大脑的前部认为这两个动画都是沿对角线方向移动的。

“视觉分析、计算和预测的整个世界都发生在视觉系统之外，发生在额叶，”Cavanagh说。这就是构建现实的“故事”的地方-至少在这个例子中，这一小研究证明了这一点。(可以肯定的是：视觉是一个极其复杂的系统，涉及大脑的大约30个区域。还有其他一些错觉似乎确实“愚弄”了视觉皮层，因为关于大脑的任何故事都不可能是简单的。)。

但你不需要功能磁共振成像就能得出结论，你大脑的某个部分正在覆盖关于物体路径的简单事实。你可以亲眼看看。斯坦福大学(Stanford University)神经科学家贾斯汀·加德纳(Justin Gardner)没有参与这项研究，他在一封电子邮件中说，“值得注意的是，即使你被告知正在发生的事情，你仍然会看到它的虚幻形式。”“你似乎不能有意识地推翻‘错误’的解释。”

教训：我们的大脑告诉我们的关于现实的故事是非常有说服力的，即使它们是错的。

我们没有看到现实。我们的视觉比现实世界落后100毫秒。

为什么我们看到的是一个关于世界的故事-一个故事-而不是真正的交易？这并不是因为进化让我们的头脑有缺陷。这实际上是一种改编。

苏珊娜·马丁内斯-孔德是纽约州立大学下州医学中心的神经学家和错觉研究员，她说：“我们没有必要的机器，我们甚至不想要它，来仔细处理我们不断被轰炸的所有信息量”，苏珊娜·马丁内斯-孔德是纽约州立大学下州医学中心的一名神经学家和错觉研究员。

想一想需要什么才能感知到某物的移动，比如上面动画中的物体。一旦光线击中我们眼球后部的视网膜，它就会转化为电信号，然后必须传输到我们大脑后部的视觉处理系统。从那里，信号通过我们的大脑向前传播，构建我们看到的东西，并创造我们对它的感知。这个过程只是需要时间。

霍华德·休斯医学研究所珍妮莉亚研究校园的神经学家亚当·汉特曼说：“感官系统的肮脏小秘密是它们速度慢、落后，它们不是关于现在正在发生的事情，而是关于50毫秒前正在发生的事情，或者就视觉而言，是数百毫秒前正在发生的事情，”亚当·汉特曼(Adam Hantman)是霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)珍妮莉亚研究校园(Janelia Research Campus)的神经学家。

然而，如果我们仅仅依靠这些过时的信息，我们就不能用球棒击打棒球，或者拍打那些从我们脸上飞走的恼人的苍蝇。我们会变得不那么协调，而且可能会更频繁地受伤。

因此，大脑在运动发生之前就预测了它的运动路径。它告诉我们一个关于物体走向的故事，这个故事变成了我们的现实。卡瓦纳的幻觉很可能就是这样。这是经常发生的事。

不相信吗？你自己看吧。这是一个简单的错觉，揭示了我们的视觉系统有点落后。

这叫做闪光滞后错觉。红点在屏幕上移动，当红点和绿点完全垂直对齐时，绿点正好闪烁。然而，要将红点和绿点视为垂直对齐是令人难以置信的。红点总是看起来稍微靠前一点。

这是我们的大脑预测它的运动路径，告诉我们一个关于它应该在哪里而不是它在哪里的故事。卡瓦纳解释说：“对于移动的物体，我们可以看到它们在其运动路径的前方，刚好够了。”他说，这种错觉“实际上是有功能的。它帮助我们克服了这些延误，看到了一些东西……。当我们到达那里时，他们会在哪里。“

在汉特曼看来，我们作为意识所体验的主要是预测，而不是实时反馈。他解释说，实际的感官信息只起到纠错的作用。汉特曼说：“如果你总是使用感官信息，错误会累积起来，这会对你的运动控制造成相当灾难性的影响。”我们的大脑喜欢预测尽可能多的东西，然后当预测出错时，用我们的感官来纠正错误。

这不仅适用于我们对运动的感知，也适用于我们许多有意识的体验。

大脑告诉我们一个关于物体运动的故事。但这并不是它讲述的唯一故事。它还告诉我们关于我们视觉世界更复杂的方面的故事，比如颜色。

对于一些元洞察力，看看下面日本心理学家兼艺术家北冈明吉(Akiyoshi Kitaoka)的错觉。你可以实时观察你自己的大脑，改变它对移动方块颜色的猜测。请记住，正方形的物理颜色不会改变。看着这个错觉，你可能会觉得自己的大脑碎了(我第一次看到它的时候就是这样)。但事实并非如此。它只是揭示了我们对颜色的感知并不是绝对的。

颜色是我们做出的一个推论，它的目的是对世界上的物体做出有意义的决定。但是，如果我们的眼睛像科学仪器一样描述精确的光波长，它们就会经常被愚弄。当沐浴在蓝光中时，红色可能不会显示为红色。

我们的大脑试图解释这一点。奥克兰大学的视觉科学家萨姆·施瓦茨科普夫说：“我们不是在试图测量波长，我们是在试图告诉人们一些关于颜色的信息。”“颜色是我们大脑创造的一种错觉。”

当我们认为一个物体正沐浴在蓝光中时，我们可以直观地过滤掉蓝光。这就是许多这样的颜色错觉的工作原理。我们使用周围的颜色提示和关于照明的假设来猜测对象的本色。有时这些猜测是错误的，有时我们会做出与其他人不同的假设。神经学家有一些耐人寻味的新见解，可以解释为什么我们的感知会彼此背道而驰。

2015年，英国一家商店的一张糟糕的手机连衣裙照片让互联网上的人们产生了分歧。一些人认为这件衣服是蓝色和黑色的；另一些人认为它是白色和金色的。纽约大学的神经学家帕斯卡尔·沃利希相信他已经弄清楚了这两组人之间的区别。

沃利施的想法--借鉴了罗莎·拉弗-索萨、凯瑟琳·赫尔曼和贝维尔·康威早期的研究成果--是人们对投射到裙子上的光线质量有不同的假设。是在阳光明媚的白天吗？还是在室内灯泡下？通过无意识地过滤掉我们认为是落在物体上的光的颜色，我们就会对它的颜色做出判断。

沃利希认为，对这张图片有不同看法的人使用的是不同的过滤方案。最有趣的是，他认为生活经历会让你以这样或那样的方式来看待这件衣服。

他在一项在线调查中对1.3万人进行了研究，发现了一种乍看起来很奇怪的相关性。你自然喜欢睡觉和起床的时间--也就是所谓的时型--与你对着装的感觉有关。夜猫子，或者喜欢睡得很晚，早上醒来晚的人，更有可能看到衣服是青一块紫一块的。云雀，又名。早起的人更有可能认为它是白色和金色的。到底怎么回事？

沃利希认为，这种关联植根于作为云雀或夜猫子的生活经历。他假设，云雀比夜猫子在白天待的时间更长。他们对此更熟悉。Wallisch指出，因此，当面对像这件衣服这样光线不佳的图像时，他们更有可能认为它沐浴在明亮的阳光下，阳光中有很多蓝色。结果，他们的大脑把它过滤掉了。“如果你假设是日光，你会看到它是白色和金色的。因为如果你减去蓝色，剩下的就是黄色，“他说。

他认为，夜猫子更有可能认为裙子是在人工照明下，过滤掉这一点会使裙子看起来青一块紫一块。(他承认，时型测量有点粗糙：理想情况下，他会想要估计一个人一生暴露在日光下的时间。)。

施瓦茨科普夫说：“猫头鹰和云雀的数据似乎很有说服力，可以解释很大一部分个体差异。”但不是全部。“还有很多其他因素在这里肯定有很强的影响力。它可能是与主题相关的先验经验，也可能与人们性格的其他方面有关，“他说。“是的，这件连衣裙继续让人神秘莫测。”

谜团并没有完全解开，但教训仍然存在：当面对模棱两可的情况--比如裙子照片中的奇怪灯光--我们的大脑用我们最熟悉的任何东西来填补模棱两可。“人们认为他们看到的东西更多，”Wallisch说。如果我们更熟悉明亮的阳光，我们会假设这是默认照明。

但是我们没有办法知道我们的经历是如何引导我们的感知的。“你的大脑会做出很多无意识的推论，它不会告诉你这是一个推论，”他解释说。“你看到什么就看到什么。你的大脑不会告诉你，‘我考虑了我一生中看到了多少日光。’“

沃利希说，围绕这件衣服的分歧，以及其他像Yanny和Laurel这样的病毒式错觉，之所以会出现，是因为我们的大脑正在用不同的先前经历来填补这些刺激的不确定性。我们把我们的生活史带到这些细小的认知中。

据信，另一种教科书上的错觉--卡尼萨三角形--也有些类似于此。在这个错觉中，吃豆人的形状在我们的脑海中给人一个三角形的印象。它看起来像是一个三角形，因为我们习惯于看到三角形。我们只需要一个建议-通过角落暗示-用我们的思想填充画面的其余部分。

2003年，“自然神经科学”杂志发表了一篇关于一名男子(名为“患者MM”)的病例，他在3岁时失明，40多岁时通过手术恢复了视力。在一项研究中，他并没有被这样的错觉迷住。他看不见虚幻的三角形(在那个实验中，它是一个正方形)。也许是因为一生都在观察三角形，所以我们其他人才能在这张图片中如此清晰地看到一个三角形。病人MM没有建立一生的视觉体验来预测他所看到的。他不得不从头开始建造它们。

手术两年多后，患者MM告诉研究人员：“今天和两年多前的不同之处在于，我可以更好地猜测我看到的是什么。不变的是，我还在猜想。“。

水平线实际上是平行的，一点也不倾斜。如果你不相信，看看每一排开始和结束时它们之间的距离。咖啡馆墙壁错觉的奇妙版本，由维多利亚·斯凯(Victoria Skye)著。pic.twitter.com/tYQYWEawU7。

-加文·白金汉(@DrGBuckingham)2020年5月29日。

这些例子中的一些可能看起来很琐碎。为什么一个人认为一件衣服是黑色和蓝色的，而另一个人认为它是白色和金色的，这有什么关系呢？

这很重要，因为科学家们相信，我们许多更复杂的感知和想法都是基于相同的基本过程。因此，神经科学可以帮助解释我们的文化和政治中的顽固两极分化，以及为什么我们如此倾向于动机推理。

有时，特别是当我们收到的信息不清楚时，我们会看到我们想看到的东西。在过去，研究人员发现，即使是轻微的奖励也会改变人们感知物体的方式。以心理学研究中使用的这一经典图像为例。你看到什么？

它要么是马，要么是海豹。2006年，心理学家艾米丽·巴尔塞蒂斯(Emily Balcetis)和大卫·邓宁(David Dunning)表明，他们可以激励研究参与者看到其中之一。在一项实验中，参与者玩了一个游戏，游戏中他们必须跟踪他们在屏幕上看到的动物。如果他们看到农场动物，他们就会得到积分。如果他们看到海洋生物，就会被扣分。最后，高分意味着得到糖果款待(令人向往！)，低分意味着他们会吃豆子罐头(有点奇怪)。

参与者最后看到的是上图。如果看到马意味着他们会赢并得到糖果，他们就会看到马。

在一个更复杂的例子中，巴尔塞蒂斯发现，当她告诉研究参与者注意警察争吵视频中的一名警官或平民时，这可能会改变他们对所发生事情的看法(取决于他们之前的执法经验，以及视频中与他们有更密切身份认同的人)。巴尔塞蒂斯去年夏天告诉我：“这条指令改变了他们的眼睛所做的事情。”“这让他们对争吵的性质有了不同的理解。”

你不能完全消除大脑中的偏见。巴尔塞蒂斯说：“你无法改变我们都是在不同的世界长大的事实。”但你可以鼓励人们倾听其他观点，并对自己的真实性感到好奇。

与我交谈过的神经学家说，我们大脑如何处理我们所看到的东西的大原则也是我们大部分思维的基础。马丁内斯-孔德说，幻觉是“迷信的基础，魔法思维的基础”。“这是很多错误信念的基础。我们对不确定性感到非常不舒服。这种模棱两可的情况会以某种方式解决，有时会以一种与现实不符的方式解决。“。

就像我们可以看一张图片，看到并不真实的东西一样，我们可以带着对现实的歪曲看法向外看世界。政治学家和心理学家长期以来一直在记录政治党派如何根据他们的政治信仰对时事事实有不同的看法。错觉和政治思维不涉及相同的大脑过程，但它们遵循相似的大脑工作方式。

在某种程度上，你可以认为偏见是一种社会错觉。研究发现，许多人认为黑人男性比实际体型更大(因此，潜在的更具威胁性)，或者通常将肤色较深的肤色和某些面部特征与犯罪行为联系在一起。警察可能会混淆人们从口袋里取出钱包和人们伸手拿枪，这往往会带来悲惨的后果。这并不是说所有偏见的例子都是盲目的--许多都是带有明显的恶意意图，但它们也可以建立在一个不公正的社会的多年经验中，或者是系统性种族主义的结果。

我们的大脑努力改变现实，以满足我们先前的经历、我们的情绪以及我们对不确定性的不适感。这发生在视觉上。但这也会发生在更复杂的过程中，比如思考政治、流行病或气候变化的现实。

沃利希为这种现象想出了一个名字，比如根据我们的个人特征产生不同看法的连衣裙。他称之为“SURFPAD”拼写出来，这绝对是一张大嘴巴：实质性的。

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