本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
上次有人讓你看光學錯覺時，他們可能將其描述為在你眼睛上玩的一個酷炫的把戲。但這些感知上的怪異之處——以及大多數其他錯覺——更多的是在欺騙你的大腦，而不是其他任何東西。
科學家們已經意識到，與其將錯覺視為你容易上當受騙的東西，不如將這些誤解視為深入瞭解大腦通常似乎如此輕鬆完成的工作的有力途徑。事實上，一些與視覺和聽覺相關的著名錯覺在我們的大腦中有著如此堅實的基礎，以至於它們仍然會影響那些自出生以來就失明或失聰的人。
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最明顯的問題是，為什麼我們首先容易受到錯覺的影響。如果我們的大腦和感官已經專門發展到幫助我們解釋和駕馭周圍的世界，為什麼還會存在這種出錯的餘地？答案至少部分在於效率。
首先，我們需要區分感覺——從我們的感官傳送到我們大腦的資訊——和知覺——大腦賦予這種輸入的意義。
如果我們僅使用從我們的感官傳送到我們大腦的資訊與周圍的世界互動，我們就會是非常低效的生物。我們將無法瞭解到一件紫色的毛衣是因為陰影投射在上面而並非在改變顏色，或者站在柵欄後面的貓是一整隻貓，而不是六個被柵欄柱完美阻擋的、獨立的貓狀碎片。每一條輸入都必須單獨解釋。
相反，我們的大腦在所謂的自上而下的過程中應用了大量的資訊和過濾。這就是告訴你，一隻完整的、連貫的貓比獨立的貓碎片更可能（儘管後者在技術上是可能的，但經驗告訴我們，我們的大腦也認為這是極不可能的）。
這種自上而下的資訊涵蓋了從襯衫的顏色隨時間推移保持不變到知道物體邊緣在哪裡的一切。它使我們更有效地處理周圍的世界，並且非常重要，以至於我們大腦的大部分由專門的區域組成，專門用於從我們的每個感官獲取資訊，並將其轉化為我們理解的世界。專門的自上而下輸入也是讓我們容易受到錯覺影響的原因。
那麼，當你的一個感官喪失時，例如對於失聰或失明的人來說，這些高度專業化的大腦區域會發生什麼？事實證明，大腦可以重新佈線自身，將這些區域用於其他用途，從而更好地保持其效率。大腦中的這種適應過程——稱為神經可塑性——使我們的大腦能夠隨著我們的需求而改變，從新生兒到嬰兒到兒童到青少年，最終到成年人。
研究人員喜歡提醒我們，我們是認知吝嗇鬼。我們希望儘可能有效和高效地利用大腦有限的處理能力——即使這意味著使用大腦的一部分，這部分大腦經過數千年的發展，原本用於視覺處理，現在開始處理聲音。
這種重新佈線的一個有趣的怪癖，以及科學家們的一個重要見解是，通常與一種感官相關的錯覺最終可能會蔓延到另一種感官中，對於那些大腦已經將這些專門區域重新用於新型資訊的人來說。
一組研究人員正在研究著名的尺寸-重量錯覺，這種錯覺自 1890 年代以來就以某種形式被人們認識到。基本前提是，當一個人被呈現兩個大小不同但重量相同的物體時，較大的物體會感覺更輕。這種錯覺非常強大，即使向某人展示兩個箱子的相對大小，擋住他們看箱子的視線，然後讓他們用滑輪和繩子提起箱子，仍然會導致較大的箱子看起來更輕。
科學家們已經發現，能夠觸控箱子的盲人受試者也經歷了同樣的錯覺，但尚不清楚視覺中心是否在其中發揮了作用，或者這種錯覺是直接觸控箱子的結果。
為了研究這一點，研究人員需要一組非常特殊的人：人類回聲定位者。這些人，其中許多人自出生就失明，已經學會了利用來自咔噠聲、拍手聲和嗡嗡聲的聲音反饋來導航周圍環境並估計物體的大小。當確定人類如何發展出這種類似蝙蝠的能力時，研究人員發現，回聲定位過程激活了這些盲人個體大腦中主要的視覺中心區域。
為了這項研究，研究人員要求三組人執行相同的任務——使用滑輪系統提起不同大小的箱子並確定它們的相對重量。
第一組由視力正常的人組成，他們像預期的那樣成為了尺寸-重量錯覺的受害者。第二組是盲人，他們無法使用基於回聲的判斷來估計大小，他們正確地將物體識別為相同的重量。第三組是盲人，他們可以首先使用基於回聲的判斷來確定箱子的大小，他們經歷了錯覺，並將較大的物體評為更輕，即使它們的重量相同。
同樣，另一組研究人員發現，一種典型的基於聽覺的錯覺影響了失聰個體，他們的大腦現在使用其聽覺中心的一部分來處理體感（觸覺）資訊。這種錯覺被稱為雙閃錯覺，通常發生在聲音嘟嘟聲與一道閃光配對時。當視力和聽力正常的人在聽到兩次嘟嘟聲的同時看到一道閃光時，他們通常會感知到兩道不同的閃光。
這項研究中的小組包括聽力正常的人和失聰個體，但他們沒有將閃光與嘟嘟聲配對，而是將其與兩種體感輸入配對——向個體臉頰吹氣。
聽力正常的人沒有經歷雙閃錯覺。但是失聰個體——他們可能已經將他們大腦的這部分聽覺部分重新用於體感資訊——經歷了！在兩次吹氣和一道閃光的情況下，他們經歷了通常會用聲音體驗到的雙閃錯覺。
因此，下次您開始透過玩錯覺來娛樂自己時，請記住，被欺騙的不是您的眼睛或耳朵。並且不要因為您可能被愚弄而感到失望，而要記住，這些錯覺與您大腦有效地解釋世界的使命緊密相連，以至於您甚至可能不需要能夠首先看到它們就會受到影響。
來源
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O’Connor A (2012年8月6日) Really? The Brain Gets Rewired if One of the Senses Is Lost.The New York Times. Retrieved from: http://well.blogs.nytimes.com/2012/08/06/really-the-brain-gets-rewired-if-one-of-the-senses-is-lost
Karns CM, Dow MW, Neville HJ (2012) Altered cross-modal processing in the primary auditory cortex of congenitally deaf adults: a visual-somatosensory fMRI study with a double-flash illusion.Journal of Neuroscience 32:28 doi: 10.1523/JNEUROSCI.6488-11.2012.
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圖片
Herrmann C 和 Murray M (2013) Seeing Things That are Not There: Illusions Reveal How Our Brain Constructs What We See. Front Young Minds. 1:6. doi: 10.3389/frym.2013.00006