雙眼中的迷霧面包上的焦痕

周濟仁

大家還記得《兩小兒辯日》的故事嗎，早晨的太陽看起來很大，但是人卻感覺清涼；中午的太陽看起來小，但人卻感覺炎熱，這說明有時我們眼睛看到的事物并不符合實際，2014年搞笑諾貝爾神經學獎就頒給了“人們看到烤面包上耶穌的臉時，大腦會有何種反應”為主題的研究。

烤面包片上的焦痕、天空中的云朵圖案、樹木軀干上的不規則紋理……這些看起來毫無意義的圖案，在一些人看來卻成為某種“有意義的”圖案，甚至是耶穌的臉（如圖1）。

到底是什么讓這些人從這些毫無意義的圖案中看到人臉的呢？

加拿大多倫多大學的康利教授與來自中國的計算機、心理學領域的科研人員想知道當一個人通過視覺感知到人臉時。大腦額葉部分是怎樣影響視覺皮層的，研究團隊向志愿者提供毫無意義的噪聲圖片，并告訴他們這些圖片有50%是人臉的圖像，當志愿者認為看到人臉時便按下一個按鈕。研究團隊通過連接志愿者大腦的傳感器密切關注他們的大腦活動狀態。

實驗結果顯示，當志愿者認為看到了實際上不存在的人臉時，視覺聯合皮層中底面的梭狀回面孔區會產生異常感應。然而當他們看到真實面孔時，這一區域不會產生異常反應，除了檢測人臉圖像，研究小組還做了有關單詞圖像的視覺測試，發現大腦受到的影響與受到人臉圖像的影響有所類似，最后，研究小組成員得出結論：人類對世界的看法，比如看到臉或單詞，并非簡單來源于外界的刺激，同時也受到我們的人生觀和內心期望的影響，隨后研究小組以《在烤面包中看到耶穌基督：人臉空想性錯視的神經與行為學研究》發表了研究論文，并最終獲得了2014年搞笑諾貝爾神經學獎。

雖然，這種從面包上看到人臉的實驗聽起來十分無厘頭，但是卻包含了深刻的科學道理，不同領域的專家針對這種現象給出了不同的解釋。

對于計算機領域的專家來說，人腦對這種似是而非的圖像的認知機能類似于計算機識別圖像時的閾值選擇問題，以百分制舉例，將計算機設定60分以上判定為人臉，60分以下判斷為其他圖像，此時如果將判定閾值降為55分，則計算機會自動進行所謂的補償運算，將本來不是人臉的無規則圖像判定為人臉，同理，當研究人員事先告訴志愿者測試圖片中有人臉圖像，這相當于將判定閾值降低，此時志愿者會人為對圖像進行“腦補”，在本來毫無意義的圖片中尋找人臉圖像，這項研究成果揭示了大腦視覺工作的內在機制，它和計算機在人臉識別時的原理有著雷同性，有助于啟發科學家將來研制出更具智能型的計算機新算法和程序。

而在心理學家看來，這項研究揭示了一種視覺到知覺演變的心理過程，這種心理學流派被稱為完形心理學，完形心理學認為，感覺物體的存在取決于視覺接收器官的好壞，屬于較低層次的視覺認知部分，而真正了解所看到的物體是什么、有什么意義，屬于較高層次的視覺認知，因此人們對事物的感知并非純粹從它的形狀、顏色、大小等而來，還包括他們對事物的以往經驗，兩個層次加起來，才是對事物的整體感知，例如，人們對于模糊不清的漢字也能進行閱讀，正是人們對過往經驗的應用過程，這項研究通過實驗驗證了人類復雜的心理活動感知過程。

責任編輯：林洋endprint