如何利用视错觉找到感知的隐藏假设

【编者按】成人大脑中拥有约1000亿个神经元，其活动的排列组合已经远超宇宙基本粒子的数量。大脑结构的特质让我们成为复杂而深刻的物种。在《讲故事的大脑》中，作者V.S.拉马钱德兰将目光投向了人类独特性之谜，他把我们带到了神经学的前沿领域，透过神经科学中的复杂症状和诸多争议性话题，揭示了大脑的诸多重要功能以及人类心智的进化历程。本文摘编自该书第二章《认知：错觉是如何产生的》，澎湃新闻经中信出版集团授权发布。

这一章我们讨论视觉。当然，眼睛与视觉不是人类独有的，这一点毋庸置疑。事实上，视觉能力是如此重要，以至于在生命的历史长河中，眼睛已经进化了许多次。章鱼的眼睛类似人类的眼睛，因为它与我们的共同祖先是距今5亿年的一种无眼水生生物，它类似蛞蝓或蜗牛。眼睛不为人类所独有，但视觉不是在眼睛里形成的，而是在大脑中。地球上没有其他任何生物能像人类一样观察事物。有些动物的视力比我们的强得多，你可能听说过这样的趣事：老鹰能从50英尺外看到报纸上的字。当然，老鹰不识字。

本书是关于人类的独特性的，因此书中反复提到一个主题：我们独特的心智特征一定是从先前存在的大脑结构演化而来的。我们之所以从视觉感知开始探讨，一部分原因是我们对其复杂性的了解多于其他大脑功能区，另一部分原因是灵长类动物的视觉区域进化迅速，而人类又是其中的佼佼者。肉食动物和草食动物的视觉区域不超过12个，且没有色觉。人类的祖先也曾如此——那些小型夜行性食虫动物在爬上树梢的时候，丝毫没有意识到自己的后代有一天会继承甚至可能毁灭地球！然而，人类拥有30个视觉区域，而不是12个。一只羊凭借 12个视觉区域就足以轻松地从捕食者口中逃出生天，为什么人类却进化出这么多视觉区域呢？

我们的夜行性食虫动物祖先进化为昼行性动物，之后进化为原猴和猴子，此时它们开始有了复杂的视觉运动能力，能够精准地抓握树枝、细枝和树叶。此外，它们的日常食物从夜行小昆虫变成红色、黄色和蓝色的水果，以及富含营养的绿色、棕色和黄色的叶子，这些都促进了复杂色觉系统的形成。

人类的手指除了极其灵活，拇指还进化出一个独特的鞍状关节，使之能够与食指相对。这一特征帮助我们精确抓握。它看似微不足道，却在采摘小型水果、坚果，捕捉昆虫时十分有用。我们现在能穿针引线、手握斧头、计数，还能做出佛像的说法印，靠的都是这一特征。早期灵长类动物就有了对精细独立的手指动作、可与其他手指相对的拇指，以及精准手眼协调能力的需求，也许正是物竞天择的压力，使得人类的大脑形成了大量复杂的视觉区域和视觉运动区域。倘若没有这些区域，你就不能飞吻、写字、计数、扔飞镖和抽烟。如果你是一位君主，你甚至无法挥舞权杖。

在过去的10年间，随着大脑额叶中一种新型神经元——典型神经元的发现，行为与感知之间的联系变得尤为显著。每个典型神经元在执行特定动作时都会被激活，例如伸手去抓一根树枝或一个苹果。然而不同的是，仅仅在看到树枝或苹果时，典型神经元也会被激活。换句话说，它似乎将“抓握”这样的抽象特征转化为物体视觉形状这样的具体特征。感知与行动之间的差别在我们的日常语言中同样存在，而大脑显然不会关注这一点。

在灵长类动物的进化过程中，视觉感知和抓握动作之间的界限越来越模糊。同样，在人类的进化过程中，视觉感知与视觉想象之间的界限也越来越模糊。猴子、海豚或狗可能有能力识别某些基本的视觉符号，但只有人类能够赋予这些符号象征意义，并在大脑中摆弄这些符号，尝试新奇的排列组合。猿类可能会在脑中想象出一根香蕉或其族群雄性首领的样子，但只有人类能在脑海中对视觉符号进行重组，产生新的组合效果，例如长着翅膀的婴儿（天使）或一半马一半人的生物（半人马）。这样天马行空的想象与荒诞不经的新符号组合也许又反过来促进了另一种人类独有的特征——语言的形成。

我们对世界的感知看似容易，总觉得理所当然。吾看，吾见，吾知——这似乎是自然且必然的事情，正如水往低处流。但实际上这源于大脑皮质中30个（或更多）活跃的不同视觉区域，每个区域都有多种调节功能，且有细微的不同。这些视觉区域中，有很多是人类与其他哺乳动物共有的，而有些视觉区域则在某一阶段“分化”成灵长类动物特有的新区域。我们尚不清楚到底有多少视觉区域为人类所独有，但对比其他高级大脑区域，我们对视觉区域更加了解，如我们知道额叶与道德、同情和雄心有关。因此，全面理解视觉系统的工作方式，能够帮助我们深入了解大脑如何处理信息，以及那些人类大脑独有的信息处理方式。

想要理解感知，首先要摆脱这样的观念，即眼睛所看见的图像被传递至大脑中的“屏幕”上并显现出来。相反，你要理解，当眼睛看见的一束束光线转化为神经冲动时，将视觉信息视为图像不再有任何意义。我们必须想出一些符号性描述，来代表所看到的画面中的场景和物体。例如，屋子角落里有一把椅子，我想让某人了解椅子的外观，我可以带他去到角落并指给他看，让他亲眼看见。但这不是符号性描述。我还可以给他看一张椅子的照片或画作，但这仍不是符号性描述，因为它们具有外观相似性。但如果我将一张便条递给他，上面描述了椅子的外观，我们就进入了符号性描述的世界：纸上的墨迹与椅子没有外观相似性，而仅仅是用符号描述椅子的外观。

与之类似，大脑创造的也是符号性描述。它并不是重新创造原始图像，而是用全新术语来呈现图像的各种特征和不同方面——当然不是用墨水，而是用神经冲动独有的方式。这些符号编码有一部分在视网膜上创建，但大部分在大脑中创建。一旦到达大脑视觉区域的大量神经网络中，符号编码会包装、转化并结合在一起，最终帮助你识别出物体。当然，大部分的视觉加工在不知不觉中进行，没有进入你的意识知觉。这就是我们为什么会觉得看到物体是一件轻而易举的事。