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人類大腦長期以來就被認為能夠感知不存在的事物——從幻肢到混沌中的模式。但是,麻省理工學院 (M.I.T.) 的一項新研究首次表明,當正常感知受到干擾時,大腦驚人地迅速地扭曲現實。《神經科學雜誌》昨日發表了這項研究結果,The Journal of Neuroscience。
2007 年的一項案例研究發現,一名中風患者在失去左上方視野的光路後,出現了視覺扭曲。患者的大腦顯然在努力補償這種損失,但這樣做時,在左下方視野中看到的事物似乎被垂直拉伸到空白區域。例如,一個正方形會看起來像一個高高的長方形。功能性磁共振成像 (fMRI) 顯示,大腦中被剝奪資訊的部分正在接收來自相鄰區域的資訊。
但研究人員想知道,大腦在丟失光路後多久開始嘗試補償,以及大腦是如何嘗試補償丟失的通路。
除了滿足單純的好奇心之外,時間因素還可以幫助他們確定變化是如何發生的:是在視覺皮層中建立新的通路,還是利用現有的但處於休眠狀態的通路?
Daniel Dilks,麻省理工學院 Kanwisher 實驗室的博士後研究員,也是 2007 年案例研究和本文的作者之一,他說,因為他直到中風後六個月才開始與患者合作,所以他不知道大腦中的變化是什麼時候發生的。
他說,在動物實驗中,光路會被物理切斷以研究這一過程,但即使在這些研究中,也必須留出時間進行癒合過程,而這段時間可能正是研究工作機制的寶貴證據。他想找到一種更快地在人體上進行測試的方法,因此他決定利用人們自然產生的盲點。
在一系列實驗中,Dilks 和他的團隊在視力正常的志願者的左眼上貼上粘性眼罩,並讓他們用右眼觀看一系列形狀(右眼盲點通常由來自左眼的資訊填充,反之亦然)。研究人員發現,與中風患者一樣,志願者感覺到正方形向他們的盲點延伸,變成長方形。而且,也許更重要的是,他們發現這種變化幾乎是瞬間發生的——不像 Dilks 假設的那樣在幾周或幾小時內發生。
他說:“我驚呆了”,因為他發現志願者報告看到長方形的速度與研究人員記錄的速度一樣快:兩秒鐘。
這種速度超過了任何其他已記錄的感知扭曲(稱為“牽涉感覺”)。Dilks 指出,幻肢的錯覺已在截肢後約 24 小時內被記錄下來,而其他感官(如聽覺)的類似案例尚待研究。
他解釋說,這種驚人的速度“最符合某種功能性變化,而不是物理性變化”。結果表明,存在已經存在的潛在無聲連線。他指出,大腦必須是靈活的,才能接收來自外部世界不斷變化的資訊。“我認為[這項發現]真正關乎視覺系統如何處理輸入的極端變化。”
一種稱為“填充”的類似現象已經為人所知一段時間了。當另一隻眼睛被遮蓋時,如果大腦“填充”了人眼盲點中缺失的資訊,就會發生這種情況。如果斷線落在盲點中,則斷線的視錯覺可以變成連續的。但研究人員尚不確定這兩種現象是否出於完全相同的原因發生。
然而,他們確實知道,這些發現將有助於揭示成年大腦的靈活性。“我們的研究結果突出了即使在成年後,大腦也具有驚人的適應能力,能夠適應體驗中每時每刻的變化,”Dilks 和他的同事在論文中總結道。