科學家和哲學家長期以來一直在辯論，視覺錯覺（Illusions）是由眼睛和大腦視覺中心神經引起的，還是涉及到訊息接受者的經歷背景牽涉到大腦的認知心理過程。由英國艾希特大學（University of Exeter） 研究團隊發表於《公共科學圖書館：計算生物學》 （PLOS Computational Biology）的研究指出，視覺錯覺是源於眼睛和視神經的限制，而非由複雜的心理過程所導致。
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利用模型假設看清視覺錯覺的關鍵
物體的顏色、亮度和圖案都受其周圍環境所影響，並且已經發現了許多視覺現象和「錯覺」。對於錯覺的解釋，從初級神經機制到高層認知心理影響有許多不同說法。重要的是，目前很少有錯覺可以用定量顏色外觀的模型解釋。
模型結合了眼睛神經元的「有限頻寬」（Limited Bandwidth）以及人類在不同尺度上感知圖案的資訊，並假設我們的視覺在觀察自然場景時表現最佳。該模型最初是由英國艾希特大學和薩塞克斯大學（University of Sussex）的研究人員開發，用於預測動物如何看待顏色，但研究人員發現此模型也能正確預測人類經驗到的許多錯覺。
研究人員假設圖像是由具有不同方向或圓對稱性的噪聲空間色濾波器編碼的模型。這些色濾波器以一個八度的間隔進行分隔。每個空間帶的下限由對比敏感度函數設置，該函數決定了觀察者對於不同對比度的敏感程度。而每個空間帶的動態範圍則是這個下限數值的固定倍數。當圖像的對比度超過動態範圍時，色濾波器的響應會達到飽和。為了在自然圖像中平衡各個通道的功率，濾波器的輸出會進行重新加權。這樣的模型能夠更合理地解釋人類的心理實驗結果以及靈長類視網膜神經節細胞的反應。此外，該模型還能成功地預測和解釋 50 多種亮度和顏色現象，這表明顏色外觀的許多特性可以歸因於這種基於編碼效率原則的簡單機制。
對視覺錯覺的新理解
艾希特大學的 Jolyon Troscianko 博士表示，研究結果打破了對視覺錯覺的長期假設，這些發現還能進一步解釋高清電視的受歡迎程度。現代高動態範圍電視創造了亮度極高的白色區域，亮度比最暗的黑色高出 10,000 倍，接近自然場景的對比水平。然而，人類眼睛和大腦如何處理這種對比度仍然是個未解之謎，因為測試結果顯示，人類在單一空間尺度上能看到的最高對比度僅約為 200:1。Troscianko 博士指出，此模型展示了神經元如何利用有限的對比度帶寬結合信號，使人眼能夠看到這些巨大的對比度，但訊號卻被壓縮，從而產生視覺錯覺。
眼睛看到的圖像傳到大腦之後，呈現出來的可能跟圖像事實有差異，我們稱其為視覺錯覺。艾希特大學的 Troscianko 博士提出的僅為一種假設，但實際上眼睛和大腦處理看見的畫面的過程還有很多的謎團，有待後續的相關研究，而人類眼睛能觀察到的極限也讓人非常好奇。
延伸閱讀：能力是天生或習得？斑馬魚研究對脊椎動物的神經元網路有新發現！參考資料：
1. https://news.exeter.ac.uk/faculty-of-environment-science-and-economy/illusions-are-in-the-eye-not-the-mind/
2. https://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1011117
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