大腦厭惡歧義，但我們卻奇怪地被它吸引。許多著名的視覺錯覺利用歧義來刺激感官。解決不確定性會在你的大腦中產生一種愉悅的震動，類似於你在解決問題的“尤里卡！”時刻所體驗到的那種震動。這些觀察結果促使德國物理學家、心理學家和眼科醫生赫爾曼·馮·亥姆霍茲指出，感知與智力問題解決有很多共同之處。最近，英國布里斯托爾大學的神經心理學家理查德·L·格雷戈裡雄辯地復興並倡導了這一觀點。
教科書中經常吹捧所謂的雙穩態圖形，如岳母/妻子 (a) 和人臉/花瓶 (b) 錯覺，作為自上而下影響（來自更高級別大腦中心（編碼“老”和“年輕”等感知標記的地方）的預先存在的知識或期望）如何影響感知的主要例子。外行人通常認為這意味著你可以看到任何你想看到的東西，但這純粹是胡說八道——儘管具有諷刺意味的是，這種觀點比我們大多數同事允許的更接近事實。
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考慮內克爾立方體 (c 以及 d 中的變體) 的簡單情況。您可以以兩種方式檢視此錯覺——向上或向下。稍加練習，您就可以隨意在這些交替的感知之間切換（儘管如此，當它自發翻轉時仍然非常有趣；感覺就像對您開了一個有趣的玩笑）。事實上，該圖不僅與通常認為的兩種解釋相容；實際上存在無限組梯形形狀，它們可以產生完全相同的視網膜影像，但大腦毫不猶豫地鎖定了立方體。請注意，在任何時候，您都只能看到其中一種。視覺系統似乎在努力確定該圖代表兩個立方體中的哪一個，但它已經解決了更大的感知問題，即拒絕了數萬億個可能產生我們稱為內克爾立方體的視網膜模式的其他配置。自上而下的注意力和意志或意圖只能幫助您在兩種感知之間進行選擇；無論您多麼努力，您都不會看到任何其他可能性。
儘管內克爾立方體通常用於說明自上而下影響的作用，但實際上，它恰恰證明了相反的情況——即感知通常不受此類影響的影響。事實上，如果所有感知計算主要依賴於自上而下的效應，那麼它們對於幫助您完成與生存和基因傳播相關的任務（例如，逃避捕食者，或捕捉食物或配偶）來說，速度會太慢。
重要的是要認識到，歧義不僅出現在巧妙設計的顯示器中，例如這兩頁以及 e 中，其中陰影可以使圓圈看起來是凸面或凹面。事實上，歧義在感知中是規則而不是例外；它通常透過其他共存的自下而上（或橫向，如果這是正確的詞）的線索來解決，這些線索利用了視覺世界內建的統計“知識”。此類知識被硬連線到視覺系統的神經迴路中，並被無意識地部署以消除數百萬個錯誤的解決方案。但所討論的知識與世界的普遍屬性有關，而不是具體的屬性。視覺系統具有關於表面、輪廓、深度、運動、照明等的硬連線知識，但不具有關於雨傘、椅子或斑點狗的知識。
運動控制
歧義也出現在運動感知中。在 f 中，我們從兩個光點開始，這兩個光點同時閃爍在假想正方形的對角上，如 1 所示。然後關閉燈光，並由出現在剩餘兩個角上的光點代替，如 2 所示。然後連續迴圈這兩個幀。在這個我們稱之為雙穩態四重奏的顯示中，這些點可以被看作是垂直振盪（虛線箭頭）或水平振盪（實線箭頭），但永遠不會同時被看作是兩者——這是歧義的另一個例子。這需要付出更大的努力，但與立方體一樣，您可以有意識地在這些交替的感知之間切換。
我們問自己，如果您在計算機螢幕上散佈幾個這樣的雙穩態四重奏刺激，會發生什麼？當您在心理上翻轉其中一個時，它們會一起翻轉嗎？或者，考慮到它們中的任何一個都有 50% 的機會是垂直或水平的，它們會分別翻轉嗎？也就是說，歧義的解決是全域性的（所有四重奏看起來都相同），還是它發生在視覺場的不同部分？
答案是明確的：它們都一起翻轉。在歧義的解決中，一定存在全域性場效應。您可能想在您的計算機上嘗試進行實驗。您還可以問，同樣的規則是否適用於岳母/妻子錯覺？內克爾立方體呢？令人驚奇的是，您可以使用如此簡單的顯示來了解感知；這正是該領域如此誘人的原因。
我們必須小心，不要說自上而下的影響根本不起作用。在某些圖中，您可能會陷入一種解釋，但一旦您口頭聽到存在另一種解釋，您就可以切換。就好像您的視覺系統——利用高階記憶——將模板（例如，老年或年輕的面孔）“投射”到碎片上以促進它們的感知。有人可能會說，物體的識別可以從利用注意力選擇和記憶的自上而下的過程中受益。相比之下，看到輪廓、表面、運動和深度主要來自自下而上（您可以“看到”立方體的所有表面和角，甚至可以伸手抓住它，但仍然不知道或認不出它是一個立方體）。事實上，我們都曾有過整天透過顯微鏡窺視神經元的經歷，然後在第二天“幻覺”到處都是神經元：在樹木、樹葉和雲彩中。這種效應的極端例子見於完全失明並開始幻覺看到精靈、馬戲團動物和其他物體的患者——稱為查爾斯·博內綜合徵。在這些人中，只有自上而下的輸入有助於感知——自下而上的過程，由於他們失明（由黃斑變性或白內障引起）而缺失，不再能夠限制他們的幻覺。這幾乎就像我們一直都在產生幻覺，而我們稱之為物體感知的過程僅僅涉及選擇與當前感覺輸入（無論多麼碎片化）最匹配的幻覺。簡而言之，視覺是受控的幻覺。
但這難道不與我們之前說的關於視覺在很大程度上是自下而上的相矛盾嗎？這個謎題的答案是“視覺”不是一個單一的過程；物體性的感知——它的輪廓、表面深度等等，就像當你看到一個立方體是長方體時一樣——在很大程度上是自下而上的，而更高級別的物體識別和分類為神經元或雨傘確實極大地受益於基於記憶的自上而下的影響。
如何和什麼
生理學也支援這種區分。來自眼球的訊號最初在大腦後部的初級視覺皮層中處理，然後分成兩條視覺通路：大腦頂葉中的“如何”通路和與記憶相關的顳葉中的“什麼”通路。前者關注空間視覺和導航——伸手去抓東西、避開障礙物和坑窪、躲避導彈等等，所有這些都不需要您識別所討論的物體。另一方面，顳葉使您能夠識別物體實際上是什麼（豬、女人、桌子），這個過程可能部分受益於基於記憶的自上而下的效應。存在它們重疊的混合情況。例如，對於人臉/花瓶錯覺，存在陷入看到人臉的偏見。但是，如果您被指示關注白色區域並將其視為前景而不是背景，那麼即使您沒有明確地被告知“尋找花瓶”，您也可以切換到看到花瓶。
如果先於模糊的雙穩態圖形的是其他非模糊圖形——一種稱為啟動的技術，那麼模糊的雙穩態圖形的感知是否可以透過任何方式產生偏差？啟動已在語言學中得到廣泛探索（例如，閱讀“腿”之前的“腳”會喚起身體部位，但閱讀“英寸”之前的“腳”可能會暗示標尺）。有趣的是，即使第一個詞出現得太短暫以至於無法有意識地看到，也可能發生這種啟動。感知是否可以類似地被啟動尚未得到仔細研究。您可以向朋友嘗試一下。
最後，正如我們在之前的專欄文章中指出的那樣，您可以構建始終是模糊的顯示器，例如魔鬼的音叉或永久階梯 [請參閱“悖論感知”，2007 年 4 月/5 月]。這種悖論式的圖形同時喚起驚奇、喜悅和挫敗感——這是生活本身的縮影。