视错觉和大脑活动有哪些关联,一边刷手机

日期:2019-09-07编辑作者:威尼斯在线平台

原标题:一边工作,一边刷手机?别太自责了,这其实是一种进化优势

作者:文/虞子期

俗话说,专注带来成功。但事实上,研究人员发现,注意力更像是明暗不定的聚光灯,而不是始终如一的激光束。

众所周知,我们的一切行为都由大脑进行支配,但是,你可知视错觉和大脑活动的规律波动之间存在怎样的关系,以及这些视觉特征又是如何在大脑的整合下成为了可能?平日里那些看到或看不到的、曾在我们眼前闪现的复杂图像,都是通过大脑活动的节奏波实现的。当这些图像在我们眼前闪烁的时候,并且已经同时成为了脑波的低点闪烁,这个图像于我们而言几乎是不可见的状态。但我们可以选择合适的时候按下按钮,通过简单的自愿动作重置脑波节奏。

这项针对人类和猕猴的研究显示,我们的专注力是爆发式的,而非连续的。例如,你似乎在专心阅读本文,但实际上,你的注意力每秒钟都会在集中与不集中之间过渡四次。

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这项研究由普林斯顿大学和加州大学伯克利分校的科学家联合开展,研究结果发表在《神经元》杂志上。研究人员发现,在注意力爆发的间隙,我们其实处于分心状态。在分心期间,大脑会暂停手头工作,检查周围环境,看看在注意力的主焦点之外,有没有什么东西可能更加重要。如果没有,大脑会重新聚焦于你正在做的事。

综合视觉感知的节奏性脑活动

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在着名的东京大学,有相关研究人员进行了视觉感知测试实验,准备了四张有意思的图像,而这些图像中的任何两个,都会在屏幕上短暂闪烁,观众必须识别光强度和图像的方向。但是,就在志愿者按下按钮开始测试之后,图像便出现一些让测试者不曾预测到的感受。

“大脑无法同时处理周围环境中的所有状况。”普林斯顿大学神经科学研究所副研究员、上述论文的合著者伊安·菲贝尔科恩(Ian Fiebelkorn)说,“于是,大脑发展出了过滤程序,在专注于某些信息的同时,忽略掉其他信息。”

新的研究结果来自通过视错觉来理解人类视觉的科学专家们,其实,人类的视力涉及到的不止眼睛,还有大脑中的活动。我们可以通过自己复杂的视觉系统,通过技巧将任何部分都形成视错觉。Isamu Motoyoshi是东京大学的副教授,也是研究人员之一,他表示:这是第一个记录,首次实现了综合视觉感知的节奏性大脑活动。

我们之所以意识不到那些间隙,是因为大脑欺骗了我们,让我们对现实的感知如同连续播放的电影。“这是一项重要发现,让我们想到了以往的争论,即感知是否是连续性的。”普林斯顿大学神经科学研究所的心理学教授、这项研究的负责人萨宾·卡斯特纳(Sabine Kastner)说,“我们感知周围环境的方式似乎是连续的。但我们的发现表明,这只是主观感受。其实,我们的感知会有节律性的变化。”

图片 3大脑背景扫描如何帮助集中注意力" style="width:60%;margin:1rem auto">

100多年前,普鲁士精神病学家汉斯·伯格(Hans Berger)曾经发现了这种大脑节律的存在。贝格尔从军期间,收到妹妹的一封信,说梦见他从马上跌落,摔断了腿。结果事情真的发生了。

{"type":1,"value":"当我们对某个事物集中注意的时候,实际上是因为我们的视觉和脑电路执行了常规背景扫描,从而使得神经元可用并专注。正是这样的定期视觉扫描为大脑提供了一个基线,而后转化成了必要的运动、又或是运动行为。简而言之,这种扫描功能可以解释:为何在开车时我们能够具有突然做出反应的心理能力。因为这种背景扫描活动可以释放认知功能,一旦有人走在车前的情况发生,我们神经元就会专注于新的行动。

伯格认为这是心灵感应,于是匆匆赶往实验室开始做实验。他发明了脑电图,直接从头皮记录脑电活动。第一幅脑电图显示,脑电波的模式的确具有节律性。虽然科学家知道节律反映了大脑内部的电脉冲,但他们仍不清楚引起节律的原因究竟是什么。

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如今,普林斯顿大学神经科学研究所的研究首次证明,这些节律对应着大脑两种不同状态之间的交替。一种状态是专注,另一种状态是分心。在脑电波的波峰,我们的知觉敏感度处于最低水平,而在脑电波的波谷,我们的专注力处于最高水平,此时我们处理环境信息并作出反应的能力最强。

就大脑的功能而言,节奏是其中很重要的一个方面。为了更好地理解和这种注意力扫描相关的大脑节律,科学家们对被训练猴子的视觉关联皮层中的许多脑细胞活动进行了记录,更由此发现:猴子的反应时间是按照θ的节奏来检测目标,这与人类在这些任务中所显示的相同。科学家表示,相信激发和抑制的这种平衡意味着,如果大脑需要对环境的变化做出反应,那么就有神经元存在。当神经元在一起交替进行工作,当其中一个神经元变得兴奋时,它的邻居就不会那么活跃了。

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与θ节律相似的Gabor模式错觉

“我们的发现具有突破性意义,因为它们提供了大脑节律与行为结果息息相关的确凿证据。”卡斯特纳说。

Motoyoshi和他的同事们,近期一直在研究Gabor模式错觉的相关内容,经过一段时间的观察,他们发现其中有一个平滑移动的圆圈,似乎会跳过屏幕。早在之前的研究中,科学家们就发现注意力每秒的波动区间是在6到8次,并将其称为θ节律。简而言之,不管幻觉的实际速度是多少,观众都以相对恒定的节奏看到跳跃,而视错觉中的跳跃的节奏,正好跟注意力相关的脑电波的θ节律具有很高的相似性情况。

那么,大脑为什么要让我们经历如此快速的注意力脉冲?研究人员认为,这相当于一种进化优势。菲贝尔科恩说,“以前的生存环境更加危险,你必须时刻保持警惕,始终留意周围是否有猛兽出没。”

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