科学家和哲学家长期以来一直在辩论，视觉错觉（Illusions）是由眼睛和大脑视觉中心神经引起的，还是涉及到讯息接受者的经历背景牵涉到大脑的认知心理过程。由英国艾希特大学（University of Exeter） 研究团队发表于《公共科学图书馆：计算生物学》 （PLOS Computational Biology）的研究指出，视觉错觉是源于眼睛和视神经的限制，而非由复杂的心理过程所导致。
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利用模型假设看清视觉错觉的关键
物体的颜色、亮度和图案都受其周围环境所影响，并且已经发现了许多视觉现象和“错觉”。对于错觉的解释，从初级神经机制到高层认知心理影响有许多不同说法。重要的是，目前很少有错觉可以用定量颜色外观的模型解释。
模型结合了眼睛神经元的“有限频宽”（Limited Bandwidth）以及人类在不同尺度上感知图案的资讯，并假设我们的视觉在观察自然场景时表现最佳。该模型最初是由英国艾希特大学和萨塞克斯大学（University of Sussex）的研究人员开发，用于预测动物如何看待颜色，但研究人员发现此模型也能正确预测人类经验到的许多错觉。
研究人员假设图像是由具有不同方向或圆对称性的噪声空间色滤波器编码的模型。这些色滤波器以一个八度的间隔进行分隔。每个空间带的下限由对比敏感度函数设置，该函数决定了观察者对于不同对比度的敏感程度。而每个空间带的动态范围则是这个下限数值的固定倍数。当图像的对比度超过动态范围时，色滤波器的响应会达到饱和。为了在自然图像中平衡各个通道的功率，滤波器的输出会进行重新加权。这样的模型能够更合理地解释人类的心理实验结果以及灵长类视网膜神经节细胞的反应。此外，该模型还能成功地预测和解释 50 多种亮度和颜色现象，这表明颜色外观的许多特性可以归因于这种基于编码效率原则的简单机制。
对视觉错觉的新理解
艾希特大学的 Jolyon Troscianko 博士表示，研究结果打破了对视觉错觉的长期假设，这些发现还能进一步解释高清电视的受欢迎程度。现代高动态范围电视创造了亮度极高的白色区域，亮度比最暗的黑色高出 10,000 倍，接近自然场景的对比水平。然而，人类眼睛和大脑如何处理这种对比度仍然是个未解之谜，因为测试结果显示，人类在单一空间尺度上能看到的最高对比度仅约为 200:1。Troscianko 博士指出，此模型展示了神经元如何利用有限的对比度带宽结合信号，使人眼能够看到这些巨大的对比度，但讯号却被压缩，从而产生视觉错觉。
眼睛看到的图像传到大脑之后，呈现出来的可能跟图像事实有差异，我们称其为视觉错觉。艾希特大学的 Troscianko 博士提出的仅为一种假设，但实际上眼睛和大脑处理看见的画面的过程还有很多的谜团，有待后续的相关研究，而人类眼睛能观察到的极限也让人非常好奇。
延伸阅读：能力是天生或习得？斑马鱼研究对脊椎动物的神经元网络有新发现！参考资料：
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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