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“变化盲”不是你的错,大脑天生爱节能

BNU_自我研究 SelfMindnSocialBrain 2022-04-26

引言


变化盲视(change blindness)是指,人们对眼前发生的明显变化“视而不见”的现象。例如,在美剧《lie to me》中,和菲利普夫人对话的明明是身着白色衬衣的Loker,在观看短短十几秒短片的时间后,Loker换成了Charles(黑色衣服),但菲利普夫人却对此毫无察觉。舞台上的魔术,电影中的特效替身,这些看似天衣无缝的表演不少都利用到了变化盲视。


Loke第一次出现,

告诉菲利普夫人接下来她需要观看一个短片


短片结束后,与菲利普夫人对话的变成了Charles,

但直到探员提示,菲利普夫人才察觉换人了



以往的研究者从决策、记忆、注意资源等方面解释了变化盲视产生的原因。但就近日,来自加州大学伯克利分校的Mauro Manassi等人,从一个全新的、更纯粹的角度解释了变化盲视。这个发表在《科学进展》“Science Advance”的研究表明:变化盲视之所以产生,是因为我们的大脑在视觉处理上存在约15秒的延迟。



实验流程及结果


在研究中,47名参与者观看了一段30秒的视频,视频中的人脸从年轻逐渐变得年迈。随后显示一张老年测试面孔(test face),参与者需要去评估这张面孔的年龄。在任务之前,参与者并不知道自己将会观看视频,也不知道在视频后自己需要对面孔进行年龄评估。因此,这个任务是以更自然地方式进行,参与者也没有任何的记忆负荷。


结果发现,与参考年龄(另外100名被试在不观看视频的条件下,所评估的年龄平均值)相比,参与者显著低估了面孔的年龄(图1A)。为了排除顺序效应,研究者将视频中面孔年龄的变化顺序改为从年迈变年轻,视频之后让参与者去评估一张年轻的测试面孔。结果同样表明,参与者显著高估了这张测试面孔的年龄(图1B),即都倾向于将测试面孔的年龄估计在视频15秒左右出现的面孔的年龄,研究者将其描述为视觉加工的序列依赖


图1 实验流程及实验1结果


但这样的结果会不会只是因为参与者倾向于将面孔评估为中年呢?为此,在实验3中,研究者改变了视频中面孔变化的年龄梯度:不仅有连续变化的年龄,还有3个不同的阶梯变化的年龄(例如,一下子从20岁变到30岁)。此外,为了检验参与者受视频开头影响的程度,研究者使用吸引力(Attraction)来表示,具体计算为:测试面孔年龄与参考面孔年龄之差,再除以整个视频的年龄跨度。吸引力越大,表示受到视频开头的影响越大


结果表明,视频面孔从年轻到年迈,年龄变化越不连续,吸引力越小,参与者受到视频开头的影响越小。这说明上述结果并不是由某一集中趋势所导致,且参与者对测试面孔的年龄判断是根据整个视频,而不只是开头的某一部分。


图2 实验3结果


研究者通过在视频中加入干扰(实验2),改变视频和测试面孔的时间间隔(实验4),改变测试面孔的实际年龄(实验5),都发现了视觉加工的序列依赖现象。此外,为了证明这一现象是普遍存在,而不是由年龄的独特性导致,研究人员将视频中的年龄变化改为性别变化(例如,从男性逐渐变为女性),结果复制了上述的发现(实验6-10)。最后,这一结果也不能归因于参与者没有察觉到年龄或性别的改变,因为视频变化的最小可觉差(Just Noticeable Difference, JND)小于所产生的这种稳定的错觉(实验12)。


结语


总之,研究者通过一系列实验发现,虽然我们每时每刻都在接受新的视觉刺激输入,但大脑中就像有一个应用程序,它每15秒将这些视觉刺激整合一次,同时依赖经验或上下文的线索来填补信息。


毫无疑问,这样的序列依赖的处理方式是有好处的。一方面,它可以达到“节能”的目的,即调用最少的视觉处理神经元来加工信息。另一方面,它可以保持我们的视觉稳定感。想象一下,走在车水马龙的街头时,事物、光影、遮挡、运动交相变化,如果大脑对视觉的加工是“实时更新”的,我们可能会有一种周围世界变化莫测的幻觉。但这样的处理方式也可能带来危害。比如,当医生在进行手术,或者飞行员在极端环境驾驶飞机时,这种对视觉信息的“延迟处理”可能会带来不可预料的后果。


David Whitney说道:“虽然我们希望结果是纯粹的,但很遗憾我们仍然不能排除参与者的个人经验对实验的影响。”但总的来说,这个研究提出了一种视觉感知的主动稳定机制,启发了我们对视觉加工、视错觉产生的进一步思考。


编译丨陈逸菲



参考文献

University of California - Berkeley. (2022, January 13). Like our social media feeds, our brains take a little while to update: New study shows a 15-second lag in processing visual stimuli. ScienceDaily. Retrieved January 16, 2022 from www.sciencedaily.com/releases/2022/01/220113194121.htm

Mauro Manassi, David Whitney. (2022). Illusion of visual stability through active perceptual serial dependence. Science Advances, 8 (2). DOI: 10.1126/sciadv.abk2480


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