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人脑处理视觉信息的时间,我们的大脑是如何处理大量视觉信息的

人脑处理视觉信息的时间,我们的大脑是如何处理大量视觉信息的我们尝试说明这种维稳机制是如何工作的。为了测试大脑的这一错觉,我们招募了数百名参与者,并要求他们观看按年龄变化的面部特写镜头。视频中左边的脸在30秒内慢慢衰老,然而,人们很难注意到年龄变化的完整范围。当看到视频的最后,受试者需要回答视频最终人脸对应的年龄,他们几乎一致地报告了15秒前呈现的面部年龄。显然,他们所认为的人脸衰老速度比实际速度要慢。换而言之,大脑就像一台时间机器,锲而不舍地把我们送回过去。它如同一个应用程序,每15秒将我们的视觉输入整合为一个印象,以便我们能正常生活。如果大脑总在实时更新,我们感知到的世界就会是一片混乱,充满光、影和物体移动的不断变化,我们仿佛时刻身处幻觉。作为时间机器的大脑大脑 图片来源:Pixabay我们发现了一种新的机制,它可以解释这种虚假的稳定性。随着时间推移,大脑会自动均衡我们的视觉输入。我们并非分析每一瞬的景象,而是在每时每刻感知过去15秒内看到的平

人脑处理视觉信息的时间,我们的大脑是如何处理大量视觉信息的(1)

混乱的光影 图片来源:Pixabay

我们的眼睛持续接受着大量视觉信息轰炸,我们周围有数以百万计的形状、颜色和不断变化的运动。对大脑而言,处理这些信息并非易事。一方面,视觉世界因光线、视点等因素的改变而不断变化。另一方面,眨眼以及眼部、头部和身体的经常性运动也使我们的视觉输入不断改变。

要了解这种视觉输入的“嘈杂程度”,你可以把手机放在眼前,在四处走动、看向不同东西时录制一段实况视频。在你获取视觉体验的每一刻,大脑都要处理紧张、凌乱的画面。

然而,我们并不觉得看东西非常耗费精力。我们平常看到的世界不像录像记录的那样,充满晃动与视觉“噪音”,而是一个持续稳定的环境。那么,我们的大脑如何创造出这种稳定的错觉呢?这一信息处理过程吸引科学家探索了几个世纪,也是视觉科学的基本问题之一。

作为时间机器的大脑

人脑处理视觉信息的时间,我们的大脑是如何处理大量视觉信息的(2)

大脑 图片来源:Pixabay

我们发现了一种新的机制,它可以解释这种虚假的稳定性。随着时间推移,大脑会自动均衡我们的视觉输入。我们并非分析每一瞬的景象,而是在每时每刻感知过去15秒内看到的平均状态。也就是说,大脑会将接收到的图像变得尽可能相似,让我们感觉身处稳定的环境中。活在“过去”可以解释为什么我们没有注意到随着时间推移而发生的细微变化。

换而言之,大脑就像一台时间机器,锲而不舍地把我们送回过去。它如同一个应用程序,每15秒将我们的视觉输入整合为一个印象,以便我们能正常生活。如果大脑总在实时更新,我们感知到的世界就会是一片混乱,充满光、影和物体移动的不断变化,我们仿佛时刻身处幻觉。

我们尝试说明这种维稳机制是如何工作的。为了测试大脑的这一错觉,我们招募了数百名参与者,并要求他们观看按年龄变化的面部特写镜头。视频中左边的脸在30秒内慢慢衰老,然而,人们很难注意到年龄变化的完整范围。当看到视频的最后,受试者需要回答视频最终人脸对应的年龄,他们几乎一致地报告了15秒前呈现的面部年龄。显然,他们所认为的人脸衰老速度比实际速度要慢。

在观看视频时,我们总是倾向于过去的印象,所以大脑不断地将我们送回刚刚过去的10到15秒(那时视频里呈现的面部更年轻)。由于大脑大约15秒刷新一次,所以人类实际上看到的是过去15秒信息的整合,而非实时的最新图像。因此,这一错觉证明,随时间进行的视觉平滑化有助于稳定感知。

大脑实际上在“拖延”。接连不断地处理接收到的每一个图像对它而言负担过重,而过去可以很好地预测当下,因此大脑停留在过去,重新利用过去的信息。这种方式更高效、快捷,还能降低工作量。

这一想法也得到了其他研究结果的支持。大脑不断使视觉感知偏向于我们过去的视觉体验,这一机制被称为“连续性场”(continuity fields)。有时视觉系统会为了获得周围世界的流畅视觉体验而牺牲准确性。举个例子,在观看电影时,我们不会注意到随时间推移而发生的细微变化,比如演员和他们的特技替身之间的差异。

后果

在处理我们的视觉世界时,这种轻微的滞后既有积极作用,也有消极影响。它能有效防止我们每天遭受视觉信息轰炸,但当我们需要绝对精确的视觉信息时,也会让我们有面临生死攸关的风险。

人脑处理视觉信息的时间,我们的大脑是如何处理大量视觉信息的(3)

放射科阅片 图片来源:unsplash

例如,放射科医生分批检查数百张图像,一张接一张地看到一些相关的图像。查看X光片时,临床医生通常需要识别所有异常,然后将其分类。研究人员已经发现,在这项视觉搜索和识别任务中,放射科医生的决定不仅基于眼前的图像,还受到他们之前看到图像的影响,这可能给患者带来严重后果。

视觉系统的更新迟滞会让我们对即时的变化视而不见,因为它抓住我们的第一印象,并把我们拉向过去。但最重要的是,连续性场让我们得以体验一个稳定的世界。同样要知道,我们每天做出的判断并非完全基于现在,而是很大程度上取决于在过去所看到的东西。

撰文:Mauro Manassi、David Whitney

翻译:庄嘉婧

审校:安君

引进来源:theconversation

本文来自:中国数字科技馆

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