眼睛为什么会“欺骗”我们？耶鲁科学家在“复眼”中发现惊人线索

有时候，我们的眼睛会欺骗我们，就比如：你看下面这张图是静止的吗？

这种视错觉现象已经让神经科学家们关注了几十年，实际上，这些错觉信息存在的时间比我们想象的要长多了。
近日，发表在《美国国家科学院院刊（PNAS）》上的一项研究中，来自美国耶鲁大学的研究团队发现，小果蝇的眼睛很容易被高对比度的静态视觉模式所愚弄，使它们看到实际上并不存在的运动。

对于一个拥有复眼的无脊椎动物来说，却与我们存在着惊人的相似之处，即使经过了数百万年的趋异进化，这种现象仍然存在。

研究通讯作者、耶鲁大学神经科学家Damon Clark教授说：“苍蝇与人类最后的共同祖先生活在大约五亿年前，但这两个物种却进化出了相似的感知运动策略。了解这些共享策略有助于我们更全面地理解人类视觉系统。”
通过将行为测量、沉默特定基因和神经影像学相结合，研究团队得出结论：果蝇（黑腹果蝇）和脊椎动物一样，会在静止图像中感知到虚幻的运动，它们具有与我们人类相同的基本大脑回路，只是我们的更为复杂。
传统观点认为，苍蝇的眼睛和人眼在进化过程中出现了很大差异，但最近的遗传研究发现，在所有动物门中，眼睛的潜在遗传基础都是相同的。
还有些科学家认为最初只有一种眼睛，然后在数百万年的时间里，它又进化出不同的分支。
不同物种眼睛的相似性确实是显而易见的。先前对视错觉的研究表明，非人类灵长类动物、猫和鱼都会被视错觉欺骗，从而看到并不存在的运动。但研究人员从未在与我们从进化角度来看关系非常疏远的果蝇中证实过这一现象。

Clark说：“果蝇也能像人一样感知到静态图片中的运动，这一发现非常令人兴奋。主要是因为它使我们对自己大脑中正在发生的事情有所了解。没有人可以真正确定，是什么因素使视错觉能够干扰我们大脑中最理性的部分。”
有些证据表明，我们在静态图片中看到运动是因为这些图片通常具有更高的对比度，而使我们的大脑处理速度更快，从而产生运动错觉（黑色→深灰色→白色→浅灰色→黑色）的顺序向大脑呈现数据。
其他证据将这种影响归因于我们的眼睛会在检查物体时产生微小的无意识抽搐。
这两种解释也许都是对的。
由于科学家们对果蝇的大脑已有充分的了解，因此他们可以对果蝇进行测试，然后利用神经影像学来理解结果。
当果蝇飞到呈现视错觉运动的静态图片附近时（比如下面这张图），果蝇会转向图片，这表明它们看到了持续的运动。

在果蝇的大脑中，首先被具有探测视觉运动能力的神经元T4和T5检测到“运动”，这些神经元对强烈的对比度边缘做出反应。当研究人员移除T4和T5时，运动错觉就消失了。
进一步的神经影像学表明，T4和T5在相反的方向上发挥着作用。通过关闭其中一个神经元，研究人员使果蝇转向了与当两个神经元都处于活跃状态时相反的方向。
这表明，这些运动探测神经元与果蝇对刺激的反应之间存在微妙的不平衡。
研究人员解释说：“当我们使人类观察者适应移动的亮边缘或暗边缘时，我们也可以操纵其感知的幅度和方向，这表明与苍蝇相似的机制也可能是人类产生视错觉的基础。”
因此，该研究团队认为，人类大脑的结构中有某种因素驱动这种运动错觉，这或许可以帮助解释为什么高对比度和眼睛在特定方向上的微小运动会造成这种错觉。
论文链接：
https://www.pnas.org/content/early/2020/08/19/2002937117