如何解释这些“永远追不到的黑点”?
这种视错觉现象叫做 格里德火花错觉,是栅格错觉的一种。
*左为栅格错觉,右为火花错觉。二者的区别在于交叉点的小圆圈
然而近年来的研究发现,只要对它们稍作变换,效果就很不一样。
比如将色块与线条的亮度调整至相同,错觉就会消失:
色块与线条反色,形成的错觉斑点也会反色:
将色块轮廓波浪线化,错觉彻底消失:
如果将线条涂色,那么深色与浅色线条的相对位置会影响错觉的形成:
很显然,深色线条在上则错觉效果加深,浅色线条在上则错觉效果减弱。
甚至只是单纯地把整个栅格旋转45度,错觉效果也会大大减弱:
这一切的一切,到底是人性的扭曲,还是道德的沦丧?欢迎收看本期《走近科学》。
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传统意义上的解释是 侧抑制。这是一种发生在视网膜上的生理现象。视觉细胞在向它们的“上司”双极细胞和节细胞汇报视觉信号时,会同时激活水平细胞,而水平细胞的活动会抑制相邻的双极细胞。这就导致相邻的细胞中,活动强的会掩蔽活动弱的发出的信号,从而产生错觉。
具体到火花错觉中,就是在余光能扫到的部分,黑色的色块引起了视觉细胞更强的活动,掩蔽了白色交叉点的信号,让人认为那里有一个斑点。视觉中央的白色交叉点不会产生这一现象,是因为中央凹属于“直辖市”,每个视锥细胞直接对接一个双极细胞,信号不会乱窜。
然而这种说法不能解释上面那些“变异”的栅格。因为按照侧抑制原理,不管栅格如何变化都应该有侧抑制产生,但显然并非如此。
随着视觉的神经机制被逐步揭示,学界也提出了相应的错觉理论作为补充。它叫做S1简单细胞理论,认为大脑皮层参与了视错觉的发生:
视觉信号被节细胞接收,通过视神经传递到外侧膝状体,再到视觉皮层。人类的视觉皮层包括纹状皮层和纹外皮层,视觉信息经纹状皮层处理后再分发至各纹外皮层,完成对视觉信息的识别。我们要讨论的简单细胞就在这里。
目前可公开的情报:
简单细胞位于纹状皮层,用于判断线段朝向;
每一个细胞只会被特定方向的线段激活;
能被竖直和水平线条激活的细胞数量最多;
简单细胞又有ON细胞和OFF细胞两类,ON细胞被亮线条激活,OFF细胞被暗线条激活;
简单细胞接收一块或多块区域的视觉信号,其中只有一个子域的简单细胞就是我们的主角——S1简单细胞,大约占简单细胞总数的27%;
一个子域的范围大约是0.2度,接收12-13个视锥细胞的信息。
那么S1简单细胞是如何产生错觉的呢?
位置1中,ON和OFF细胞的唤醒强度相同,而在位置2、3中由于没有边,那里的细胞激活水平很低,与位置1中的细胞形成鲜明对比,导致我们认为交叉处有一片斑点。
而S1简单细...