分不清夢(mèng)境和現(xiàn)實(shí)？只因大腦想象與視覺功能由同一區(qū)域負(fù)責(zé) | Nature子刊

克雷西 2023-05-31 14:14:39 來源：量子位

克雷西 發(fā)自 凹非寺

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只要一睜開眼，夢(mèng)里的一億大獎(jiǎng)便不翼而飛了……這樣的場(chǎng)景仿佛每天都在上演，但我們?yōu)槭裁匆鹊叫褋聿虐l(fā)現(xiàn)夢(mèng)不是現(xiàn)實(shí)呢？

一項(xiàng)跨越百余年的腦科學(xué)探索發(fā)現(xiàn)，原來想象與視覺在大腦中本就是由同一區(qū)域完成的，只是神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度不同罷了。

這種神經(jīng)活動(dòng)強(qiáng)度在想象和視覺之間，存在某一閾值，我們的大腦就是通過它對(duì)兩者加以區(qū)分的。

當(dāng)相關(guān)神經(jīng)活躍程度達(dá)到這一閾值時(shí)，我們的大腦便會(huì)認(rèn)為其中的場(chǎng)景是真實(shí)的。

而這一閾值不是一成不變的，這也就解釋了為什么清醒的時(shí)候，我們很容易將想象和現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景區(qū)分開來。

而當(dāng)我們進(jìn)入夢(mèng)境之時(shí)，想象的場(chǎng)景便有可能被我們的大腦認(rèn)為是真實(shí)的。

論文作者Nadine Dijkstra表示，希望這項(xiàng)研究能激發(fā)關(guān)于人類想象的更多探索，并在醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域創(chuàng)造出價(jià)值。

百余年來無人可解

關(guān)于想象和視覺之間的關(guān)聯(lián)，百余年前就有科學(xué)家提出了猜測(cè)。

這種假說被稱為“佩奇效應(yīng)”，是心理學(xué)家Cheves West Perky在1910年發(fā)現(xiàn)的。

Perky找來了一群受試者，讓他們面對(duì)著一堵墻，并在腦海中想象一些物體。

然后，Perky把這些物體的圖片投影到墻上，但是弱到幾乎看不見。并詢問受試者們有沒有“看”到。

結(jié)果所有受試者無一例外地回答沒有，都認(rèn)為看到的圖片是自己想象出來的。

盡管受試者們都說沒看到，但這些圖片真真切切地投射到了墻上。

據(jù)此，Perky認(rèn)為，當(dāng)我們對(duì)某一事物的感知與此前的想象相吻合時(shí)，就會(huì)認(rèn)為它是想象的。

Perky的理論可以說是符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的，但在科學(xué)研究中，實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性也十分重要。

此后的一百多年來，研究者們一直在重復(fù)Perky的實(shí)驗(yàn)，但結(jié)果并不盡如人意。

不知道是不是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的問題，受試者一看實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就揣摩出了“出題人意圖”。

于是這些受試者總是有意或無意地更改自己的回答，似乎是在試圖迎合實(shí)驗(yàn)者的想法。

神經(jīng)影像學(xué)讓謊話“現(xiàn)出原形”

人的嘴也許會(huì)說謊，大腦活動(dòng)可不會(huì)。

現(xiàn)在，神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)就像一面“照妖鏡”，謊言在它面前分分鐘現(xiàn)出原形。

于是，Dijkstra團(tuán)隊(duì)利用神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)，觀察了受試者在實(shí)驗(yàn)過程中的大腦活動(dòng)。

這下，受試者們就沒辦法再耍小心思了。

同時(shí)為確保萬無一失，Dijkstra也根本沒給這些受試者們更改答案的機(jī)會(huì)。

根據(jù)想象和視覺之間關(guān)聯(lián)程度的不同，Dijkstra團(tuán)隊(duì)一共提出了三種假說。

第一種是認(rèn)為二者毫無關(guān)聯(lián)，第二種則是前面提到的“佩奇效應(yīng)”，第三種則干脆認(rèn)為兩者根本就是一回事。

顯然，這三種假說是互不相容的，只需要通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)便能全部驗(yàn)證。

和Perky的實(shí)驗(yàn)相似，Dijkstra也是讓受試者們對(duì)著墻冥想。

區(qū)別在于，他們面對(duì)的不再是光禿禿的一堵墻，還有投影到上面的干擾信息。

Dijkstra測(cè)試一共要進(jìn)行十次，其中前九次都是相同的。

但在最后一次，Dijkstra團(tuán)隊(duì)偷偷地在干擾信息中加入了物品的圖片。

只不過，團(tuán)隊(duì)在這里又多耍了個(gè)心眼，加入的圖片不一定就是受試者們腦海中正在想的東西。

除了被問及是否“看”到了他們想象的東西之外，受試者還要回答想象的清晰程度。

說謊的問題解決了，可是如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷哪種假說成立呢？

研究人員在分析實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)之前建立了三種假說的預(yù)測(cè)模型。

前面提到過，在最后一次試驗(yàn)中加入的圖片不一定是受試者腦海中的。

因此，在圖片與想象相符和不相符的兩種條件下，團(tuán)隊(duì)對(duì)受試者可能的反應(yīng)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

• 在無關(guān)聯(lián)假說中，視覺不受想象的影響，因而無論圖片與他們的想象是否相符，判斷為真的概率應(yīng)當(dāng)一致。
• 而在佩奇效應(yīng)假說下，在圖片與他們的想象相符時(shí)，反而容易被認(rèn)為是想象。
• 完全混合假說情景下，人們更容易認(rèn)為腦海中的場(chǎng)景是真實(shí)的，且想象程度越清晰，就越容易做出感覺為真的判斷。

下圖就是對(duì)上述預(yù)計(jì)結(jié)果的直觀反映，其中顏色的不同表示受試者看到的圖片與想象的物體是否一致，虛實(shí)則表示受試者回答的內(nèi)容。

而實(shí)際測(cè)試當(dāng)中，受試者認(rèn)為他們腦海中的形象是真實(shí)圖像的概率非常之大。

哪怕圖像中的內(nèi)容根本不是他們所想象的，只要他們腦海中的畫面夠清晰，都會(huì)認(rèn)為“看”到了想象的物品。

這樣的結(jié)果更符合哪種假說顯而易見了，第三種混合說取得了最終的勝利。

同步進(jìn)行的大腦活動(dòng)監(jiān)測(cè)也證實(shí)了這一觀點(diǎn)。

在想象和真的看到物體時(shí)時(shí)，前腦島、輔助運(yùn)動(dòng)前區(qū)和右側(cè)前額葉皮質(zhì)三個(gè)區(qū)域中的活躍部分是重疊的。

解碼分析結(jié)果也顯示，想象與視覺的編碼方式是相同的。

大腦活躍區(qū)域都一樣了，還能不是一回事嗎？

不過這又帶來了個(gè)新的問題：既然想象和視覺在大腦中是一回事，為什么我們卻能分辨出區(qū)別呢？

盡管原理相同，但大腦在進(jìn)行兩種活動(dòng)時(shí)，神經(jīng)的活躍程度是不同的。

在真實(shí)視覺當(dāng)中，相關(guān)腦區(qū)比想象時(shí)表現(xiàn)得更為活躍。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，相關(guān)神經(jīng)活躍程度存在某一閾值，超過這一閾值的信號(hào)會(huì)就會(huì)被大腦認(rèn)作真實(shí)視覺。

通過揭示想象與視覺的聯(lián)系，我們或許可以通過誘導(dǎo)想象并以某種方式對(duì)神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行增強(qiáng)來建立視覺信號(hào)。

屆時(shí)，也許就會(huì)出現(xiàn)某種設(shè)備，將真實(shí)世界以想象為載體，植入人們的大腦，讓盲人重新“看”到五彩斑斕的世界。

又或者，通過對(duì)相關(guān)信號(hào)的監(jiān)測(cè)，可以預(yù)測(cè)精神分裂患者的發(fā)作時(shí)間，從而提前準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)措施……

論文地址：
https://www.nature.com/articles/s41467-023-37322-1
參考鏈接：
https://www.quantamagazine.org/is-it-real-or-imagined-how-your-brain-tells-the-difference-20230524/