視覺神經元透過聚焦邊角來作弊

大腦的資源是有限的。透過聚焦於角度、曲線和線條末端,你的視覺神經元可以走捷徑

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每個角落都等待著我們的驚奇.
—詹姆斯·布勞頓,美國詩人和電影製作人 (1913–1999)

對於人們來說,世界看起來細節豐富且完整,就像一部電影。然而,視網膜傳遞到大腦的資訊受到物理限制,例如視神經中相對較少的神經纖維。我們的視覺系統克服這些限制的一種方法——從而向我們呈現一個完全實現的世界的感知——是忽略物體和場景中冗餘的特徵,從而提取、強調和處理對描述物體至關重要的獨特組成部分。下次您參觀紐約市的古根海姆博物館並看到掛在牆上的白色畫布時,請意識到您感知到的——一塊矩形的白色區域——以及您的眼睛傳送到您大腦的資訊——關於畫布邊緣與繪畫後面牆壁相交的位置的資訊——是不等價的。

正如美國視覺科學家弗雷德·阿特內夫在 1950 年代提出的那樣,正如邊緣比均勻的顏色區域更能告知觀看者一樣,“最大麴率點”,或邊緣中的不連續性,例如曲線、角度和邊角,比邊緣本身更少冗餘,因此包含更多資訊。英國神經科學家霍勒斯·巴洛在 1960 年代提出,大腦會丟棄一些資訊,但關於視覺世界的重要資訊幾乎沒有丟失。這種被稱為冗餘減少假說的觀點可以解釋為什麼視覺處理早期階段的神經元對物體的邊緣比對內部更強烈地反應。冗餘減少也適用於其他視覺特徵,例如邊緣的邊緣:曲線和邊角。

(延伸閱讀)

透過元件識別:人類影像理解理論。 Irving Biederman 發表於《心理學評論》,第 94 卷,第 115–147 頁;1987 年。

與瓦薩雷裡的“巢狀正方形”相關的新型視覺錯覺表明,邊角顯著性隨邊角角度而變化。 X. G. Troncoso、S. L. Macknik 和 S. Martinez-Conde 發表於《感知》,第 34 卷,第 4 期,第 409–420 頁;2005 年。

角度對齊引起感知的深度和錯覺表面。 R. Shapley 和 M. Maertens 發表於《感知》,第 37 卷,第 10 期,第 1471–1487 頁;2008 年。

彎曲運動比直線運動更易產生誤導。 J. Otero-Millan、S. L. Macknik、A. Robbins、M. McCamy 和 S. Martinez-Conde 發表於《人類神經科學前沿》,第 5 卷,第 133 期。線上發表於 2011 年 11 月 21 日。

幻術師:改變你身形的秋季造型背後的科學。 Esther Adams 發表於《Vogue Daily》。線上發表於 2012 年 11 月 30 日。可在以下網址獲取:www.vogue.com/vogue-daily/article/the-illusionists-the-science-behind-the-fall-looks-that-flatteringly-alter-your-shape/#1

Susana Martinez-Conde 是紐約州布魯克林 SUNY Downstate 健康科學大學的眼科學、神經病學、生理學和藥理學教授。她是 Prisma 獎獲獎作品《意識的把戲》的作者,與 Stephen Macknik 和 Sandra Blakeslee 合著,以及《幻覺的冠軍》的作者,與 Stephen Macknik 合著。

更多作者:Susana Martinez-Conde

Stephen L. Macknik 是紐約州布魯克林 SUNY Downstate 醫療中心的眼科學、神經病學、生理學和藥理學教授。他與 Susana Martinez-Conde 和 Sandra Blakeslee 合著了 Prisma 獎獲獎作品《意識的把戲》。他們的下一本書《幻覺的冠軍》將由《大眾科學》/Farrar, Straus and Giroux 出版。

更多作者:Stephen L. Macknik
SA Mind Vol 24 Issue 5本文最初以“心靈的黑暗與光明角落”為標題發表於SA Mind 第 24 卷第 5 期(),第 20 頁
doi:10.1038/scientificamericanmind1113-20
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