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人造“大脑”揭示了为什么我们不能总是相信自己的眼睛

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,(2021年2月25日)。人造“大脑”揭示了为什么我们不能总是相信自己的眼睛。认知心理学Psychreg.//www.mums-channel.com/we-cant-always-believe-our-eyes/
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一个计算机网络紧密模拟的部分人类的大脑使我们对大脑处理运动图像的方式有了新的认识,并解释了一些令人费解的视觉错觉。

通过使用几十年的人类运动感知研究数据,研究人员训练了一个人工神经网络来估计图像序列的速度和方向。

这个名为“运动网络”(MotionNet)的新系统被设计成与人脑内部的运动处理结构紧密匹配。这使得研究人员能够探索人类视觉处理过程中无法直接在大脑中测量的特征。

他们的研究,在视觉杂志他使用人工系统来描述空间和时间信息如何在我们的大脑中结合,从而产生我们对运动图像的感知或错误感知。

大脑很容易被愚弄。例如,如果屏幕左边有一个黑点,它会逐渐消失,而右边出现一个黑点,我们将“看到”这个黑点从左向右移动——这被称为“phi”运动。但如果出现在右边的点在黑暗背景上是白色的,我们就会‘看到’这个点从右向左移动,这就是所谓的‘逆phi’运动。”

研究人员在MotionNet系统中重现了反向运动,并发现它在感知方面犯了与人脑相同的错误,但与人脑不同的是,他们可以仔细观察人造系统,看看为什么会发生这种情况。他们发现神经元会“调整”到运动的方向,而在MotionNet中,“反phi”是触发神经元调整到与实际运动相反的方向。

人工系统还揭示了关于这种常见错觉的新信息:反向运动的速度受点之间的距离影响,与预期相反。以恒定速度“移动”的点在间隔较短的距离时移动得更快,在间隔较长距离时移动得更慢。

剑桥大学心理学系研究员、该研究的第一作者鲁本·里多克斯博士说:“我们很长一段时间以来都知道逆phi运动,但新模型对我们如何体验它做出了全新的预测,这是以前从未有人观察或测试过的。”

人类很擅长通过观察来判断运动物体的速度和方向。这是我们如何接球,估计深度,或决定是否安全过马路。我们通过将变化的光线模式处理成对运动的感知来做到这一点——但这是如何发生的许多方面仍然不清楚。

“当我们感知运动时,很难直接测量人脑内部发生了什么,即使是我们最好的医疗技术也无法向我们展示整个系统在工作。”有了MotionNet,我们可以完全访问。”

认为事物以与实际不同的速度移动有时会导致灾难性的后果。例如,人们往往会低估他们在雾天开车的速度,因为昏暗的风景看起来比实际要慢。

研究人员在之前的一项研究中表明,我们大脑中的神经元偏向于低速,所以当能见度低时,它们倾向于猜测物体的移动速度比实际速度慢。

揭示更多的反phi错觉只是MotionNet为我们如何感知运动提供新见解的一个例子。研究人员相信,这个人工系统能以与人脑非常相似的方式解决视觉问题,他们希望能填补目前人们对大脑这部分如何工作的理解上的许多空白。

来自MotionNet的预测还需要在生物实验中验证,但研究人员表示,知道关注大脑的哪个部分将节省大量时间。

Rideaux和他的研究合著者Andrew Welchman博士是剑桥大学自适应大脑实验室的成员,该实验室的一组研究人员正在研究我们感知周围世界结构能力的大脑机制。


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