我們所見的一切：大腦最後15s的視覺資訊整合

混亂的光影 圖片來源：Pixabay

我們的眼睛持續接受著大量視覺資訊轟炸，我們周圍有數以百萬計的形狀、顏色和不斷變化的運動。對大腦而言，處理這些資訊並非易事。一方面，視覺世界因光線、視點等因素的改變而不斷變化。另一方面，眨眼以及眼部、頭部和身體的經常性運動也使我們的視覺輸入不斷改變。

要了解這種視覺輸入的“嘈雜程度”，你可以把手機放在眼前，在四處走動、看向不同東西時錄製一段實況影片。在你獲取視覺體驗的每一刻，大腦都要處理緊張、凌亂的畫面。

然而，我們並不覺得看東西非常耗費精力。我們平常看到的世界不像錄影記錄的那樣，充滿晃動與視覺“噪音”，而是一個持續穩定的環境。那麼，我們的大腦如何創造出這種穩定的錯覺呢？這一資訊處理過程吸引科學家探索了幾個世紀，也是視覺科學的基本問題之一。

作為時間機器的大腦

大腦 圖片來源：Pixabay

我們發現了一種新的機制，它可以解釋這種虛假的穩定性。隨著時間推移，大腦會自動均衡我們的視覺輸入。我們並非分析每一瞬的景象，而是在每時每刻感知過去15秒內看到的平均狀態。也就是說，大腦會將接收到的影象變得儘可能相似，讓我們感覺身處穩定的環境中。活在“過去”可以解釋為什麼我們沒有注意到隨著時間推移而發生的細微變化。

換而言之，大腦就像一臺時間機器，鍥而不捨地把我們送回過去。它如同一個應用程式，每15秒將我們的視覺輸入整合為一個印象，以便我們能正常生活。如果大腦總在實時更新，我們感知到的世界就會是一片混亂，充滿光、影和物體移動的不斷變化，我們彷彿時刻身處幻覺。

我們嘗試說明這種維穩機制是如何工作的。為了測試大腦的這一錯覺，我們招募了數百名參與者，並要求他們觀看按年齡變化的面部特寫鏡頭。影片中左邊的臉在30秒內慢慢衰老，然而，人們很難注意到年齡變化的完整範圍。當看到影片的最後，受試者需要回答影片最終人臉對應的年齡，他們幾乎一致地報告了15秒前呈現的面部年齡。顯然，他們所認為的人臉衰老速度比實際速度要慢。

在觀看影片時，我們總是傾向於過去的印象，所以大腦不斷地將我們送回剛剛過去的10到15秒（那時影片裡呈現的面部更年輕）。由於大腦大約15秒重新整理一次，所以人類實際上看到的是過去15秒資訊的整合，而非實時的最新影象。因此，這一錯覺證明，隨時間進行的視覺平滑化有助於穩定感知。

大腦實際上在“拖延”。接連不斷地處理接收到的每一個影象對它而言負擔過重，而過去可以很好地預測當下，因此大腦停留在過去，重新利用過去的資訊。這種方式更高效、快捷，還能降低工作量。

這一想法也得到了其他研究結果的支援。大腦不斷使視覺感知偏向於我們過去的視覺體驗，這一機制被稱為“連續性場”（continuity fields）。有時視覺系統會為了獲得周圍世界的流暢視覺體驗而犧牲準確性。舉個例子，在觀看電影時，我們不會注意到隨時間推移而發生的細微變化，比如演員和他們的特技替身之間的差異。

後果

在處理我們的視覺世界時，這種輕微的滯後既有積極作用，也有消極影響。它能有效防止我們每天遭受視覺資訊轟炸，但當我們需要絕對精確的視覺資訊時，也會讓我們有面臨生死攸關的風險。

放射科閱片 圖片來源：unsplash

例如，放射科醫生分批檢查數百張影象，一張接一張地看到一些相關的影象。檢視X光片時，臨床醫生通常需要識別所有異常，然後將其分類。研究人員已經發現，在這項視覺搜尋和識別任務中，放射科醫生的決定不僅基於眼前的影象，還受到他們之前看到影象的影響，這可能給患者帶來嚴重後果。

視覺系統的更新遲滯會讓我們對即時的變化視而不見，因為它抓住我們的第一印象，並把我們拉向過去。但最重要的是，連續性場讓我們得以體驗一個穩定的世界。同樣要知道，我們每天做出的判斷並非完全基於現在，而是很大程度上取決於在過去所看到的東西。

撰文：Mauro Manassi、David Whitney

翻譯：莊嘉婧

審校：安君

引進來源：theconversation

本文來自：中國數字科技館