它是真实的还是想象的？ 你的大脑如何分辨差异。 | 广达杂志

这就是现实的生活吗？ 这只是幻想吗？

这些不仅仅是皇后歌曲“波西米亚狂想曲”中的歌词。 它们也是大脑在处理来自眼睛的视觉信号流和从想象中冒出的纯粹心理画面时必须不断回答的问题。 大脑扫描研究一再发现，看到某物并想象它会唤起高度相似的神经活动模式。 然而，对于我们大多数人来说，它们产生的主观体验却大不相同。

“我现在可以看看窗外，如果我愿意，我可以想象一只独角兽走在街上，”说 托马斯·纳塞拉里斯，明尼苏达大学副教授。 街道看起来是真实的，而独角兽却不是。 “这对我来说非常清楚，”他说。 独角兽是神话的知识几乎没有发挥作用：一匹简单的假想白马看起来同样不真实。

那么“为什么我们不经常产生幻觉呢？” 问 纳丁迪克斯特拉，伦敦大学学院博士后研究员。 她领导的一项研究最近发表在 自然通讯，提供了一个有趣的答案：大脑根据“现实阈值”评估它正在处理的图像。 如果信号超过了阈值，大脑就会认为它是真实的； 如果没有，大脑就会认为这是想象出来的。

这样的系统在大多数情况下都运行良好，因为想象中的信号通常很弱。 但是，如果想象中的信号强度足以超过阈值，大脑就会将其视为现实。

尽管大脑非常擅长评估我们脑海中的图像，但似乎“这种现实检查是一场严肃的斗争，”说 拉斯穆克利，格拉斯哥大学视觉和认知神经科学教授。 新发现提出了这个系统的变化或改变是否会导致幻觉、侵入性思维甚至做梦的问题。

“在我看来，他们在解决哲学家争论了几个世纪的问题并定义了具有可预测结果的模型并对其进行了测试方面做得很好，”Naselaris 说。

当知觉和想象混合时

Dijkstra 对想象图像的研究诞生于 Covid-19 大流行的早期，当时隔离和封锁打断了她的预定工作。 无聊后，她开始浏览关于想象力的科学文献——然后花了几个小时梳理论文，寻找科学家如何测试这种抽象概念的历史记录。 这就是她如何想到 1910 年由心理学家 Mary Cheves West Perky 进行的一项研究。

Perky 要求参与者一边盯着空白的墙壁一边画水果。 当他们这样做时，她偷偷地把那些水果极其微弱的图像——微弱得几乎看不见——投射到墙上，并询问参与者是否看到了任何东西。 他们中没有人认为他们看到了任何真实的东西，尽管他们评论说他们想象中的形象看起来多么生动。 “如果我不知道我在想象，我会认为它是真实的，”一位参与者说。

Perky 的结论是，当我们对某事的感知与我们所知道的想象相符时，我们会认为它是虚构的。 它最终在心理学中被称为 Perky 效应。 “这是一个巨大的经典，”说 本斯纳奈，安特卫普大学哲学心理学教授。 它变成了一种“当你写关于图像的文章时，你必须对 Perky 实验说两分钱”。

在 1970 世纪 XNUMX 年代，心理学研究员悉尼·乔尔森·西格尔通过更新和修改实验重新唤起了人们对珀基作品的兴趣。 在一项后续研究中，西格尔要求参与者想象一些东西，比如纽约市的天际线，同时他将其他东西微弱地投射到墙上——比如一个西红柿。 参与者看到的是想象中的图像和真实图像的混合，例如日落时的纽约市天际线。 Segal 的发现表明，感知和想象有时可以“完全混合”，Nanay 说。

并非所有旨在复制 Perky 发现的研究都成功了。 其中一些涉及对参与者的重复试验，这使结果变得混乱：一旦人们知道你要测试什么，他们往往会改变他们认为正确的答案，Naselaris 说。

所以Dijkstra，在 史蒂夫弗莱明，伦敦大学学院的元认知专家，建立了一个现代版本的实验，避免了这个问题。 在他们的研究中，参与者从来没有机会修改他们的答案，因为他们只接受了一次测试。 这项工作对 Perky 效应和其他两个关于大脑如何区分现实和想象的相互竞争的假设进行了建模和检验。

评估网络

其中一个备选假设说大脑使用相同的网络来实现现实和想象，但是功能性磁共振成像 (fMRI) 大脑扫描的分辨率不够高，神经科学家无法辨别网络使用方式的差异。 Muckli 的一项研究例如，这表明在处理图像的大脑视觉皮层中，想象的体验被编码在比真实体验更浅的层中。

通过功能性脑成像，“我们正在眯着眼睛，”Muckli 说。 在脑部扫描中，每个等效像素内大约有 1,000 个神经元，我们无法看到每个神经元在做什么。

另一个假设， 研究建议 由...领着 乔尔·皮尔森 在新南威尔士大学，想象和感知的大脑编码通路相同，但想象只是一种较弱的感知形式。

在大流行封锁期间，Dijkstra 和 Fleming 招募了一项在线研究。 1 名参与者被要求观看一系列充满静态的图像，并想象对角线从图像中向右或向左倾斜。 在每次试验之间，他们被要求以 5 到 XNUMX 的等级对图像的生动程度进行评分。参与者不知道的是，在最后一次试验中，研究人员慢慢地提高了对角线的微弱投影图像的强度——向参与者被告知要想象的方向或相反的方向倾斜。 然后研究人员询问参与者他们看到的是真实的还是想象的。

Dijkstra 预计她会发现 Perky 效应——当想象的图像与投影的图像相匹配时，参与者会将投影视为他们想象的产物。 相反，参与者更有可能认为图像确实存在。

然而，在这些结果中至少有一种活泼效应的回声：认为图像就在那里的参与者比认为这完全是他们想象的参与者更生动地看到它。

在第二个实验中，Dijkstra 和她的团队在上一个实验中没有展示图像。 但结果是一样的：认为所见内容更生动的人也更有可能将其评为真实。

Dijkstra 说，这些观察表明，我们脑海中的图像和世界上真实感知的图像确实混合在一起。 “当这种混合信号足够强烈或生动时，我们认为它反映了现实。” 她认为，很可能存在某个阈值，高于该阈值视觉信号对大脑来说是真实的，低于该阈值它们感觉是想象的。 但也可能有一个更渐进的连续体。

为了了解试图区分现实与想象的大脑内部正在发生什么，研究人员重新分析了之前一项研究的大脑扫描，在该研究中，35 名参与者生动地想象和感知了从喷壶到公鸡的各种图像。

与其他研究一致，他们发现两种情况下视觉皮层的活动模式非常相似。 “生动的图像更像是感知，但微弱的感知是否更像图像还不太清楚，”Dijkstra 说。 有迹象表明，观看微弱的图像可能会产生类似于想象的模式，但差异并不显着，需要进一步研究。

显而易见的是，大脑必须能够准确调节心理意象的强度，以避免幻想与现实之间的混淆。 “大脑必须执行这种非常谨慎的平衡行为，”Naselaris 说。 “从某种意义上说，它会像解释视觉意象一样从字面上解释心理意象。”

他们发现信号的强度可能会在额叶皮层中读取或调节，额叶皮层分析情绪和记忆（以及其他职责）。 但尚不清楚是什么决定了心理意象的生动性或意象信号强度与现实阈值之间的差异。 Naselaris 说，它可能是一种神经递质、神经元连接的变化或完全不同的东西。

它甚至可能是一个不同的、身份不明的神经元子集，它设置了现实阈值，并决定了信号是应该转移到想象图像的通路还是真实感知图像的通路——这一发现将第一个和第三个假设巧妙地联系在一起，穆克利说。

尽管这些发现与支持第一个假设的他自己的结果不同，但 Muckli 喜欢他们的推理方式。 他说，这是一篇“令人兴奋的论文”。 这是一个“有趣的结论”。

但是想象是一个过程，它涉及的不仅仅是在嘈杂的背景下看几行，说 彼得·谢，达特茅斯学院认知神经科学教授。 他说，想象力是一种能力，可以看看你的橱柜里有什么，然后决定晚餐做什么，或者（如果你是莱特兄弟）拿起螺旋桨，把它插在机翼上，想象它会飞。

Perky 和 ​​Dijkstra 的发现之间的差异可能完全是由于他们的程序不同。 但他们也暗示了另一种可能性：我们对世界的看法可能与我们的祖先不同。

Dijkstra 说，她的研究并不关注对图像真实性的信念，而是更多地关注对现实的“感觉”。 作者推测，由于投影图像、视频和其他现实表现形式在 21 世纪司空见惯，我们的大脑可能已经学会了与一个世纪前的人略有不同地评估现实。

Dijkstra 说，尽管这个实验的参与者“并不期望看到什么，但与在 1910 年从未见过投影仪的情况相比，它仍然更令人期待。” 因此，今天的现实门槛可能比过去低得多，因此可能需要更生动的想象图像才能通过门槛并混淆大脑。

幻觉的基础

这些发现提出了一个问题，即该机制是否与想象和感知之间的区别消失的广泛条件相关。 例如，Dijkstra 推测，当人们开始昏昏欲睡并且现实开始与梦境世界融合时，他们的现实阈值可能会下降。 Dijkstra 说，在精神分裂症等情况下，存在“现实的普遍崩溃”，可能存在校准问题。

“在精神病患者中，可能是他们的意象太好以至于刚好达到那个阈值，或者可能是他们的阈值已关闭，”说 卡罗琳娜伦佩特，阿德菲大学心理学助理教授，没有参与这项研究。 一些研究发现，在产生幻觉的人身上，有一种感觉过度活跃， 这表明 图像信号增加。 但她补充说，需要更多的研究来确定幻觉出现的机制。 “毕竟，大多数经历过生动形象的人都不会产生幻觉。”

Nanay 认为研究过度幻想症患者的现实阈值会很有趣，过度幻想症是一种他们经常与现实相混淆的极其生动的想象。 同样，在某些情况下，人们会遭受非常强烈的想象体验，但他们知道这些体验并不真实，例如在吸毒或清醒梦中产生幻觉时。 Dijkstra 说，在创伤后应激障碍等情况下，人们常常“开始看到他们不想看到的东西”，而且感觉比它应该看到的更真实。

其中一些问题可能涉及通常有助于做出这些区分的大脑机制的失败。 Dijkstra 认为，观察患有失幻症的人的现实阈值（即无法有意识地想象心理图像）可能会有所收获。

大脑区分真实和想象的机制也可能与它如何区分真实和虚假（不真实的）图像有关。 Lempert 说，在一个模拟越来越接近现实的世界里，区分真假图像将变得越来越具有挑战性。 “我认为这可能是一个比以往任何时候都更重要的问题。”

Dijkstra 和她的团队现在正在努力调整他们的实验以在大脑扫描仪中工作。 “现在封锁已经结束，我想再次研究大脑，”她说。

她最终希望弄清楚他们是否可以操纵这个系统来让想象变得更加真实。 例如，现在正在研究虚拟现实和神经植入物的医学治疗，例如帮助盲人重见光明。 她说，让体验感觉或多或少真实的能力对于此类应用程序可能非常重要。

这并不奇怪，因为现实是大脑的构造。

“在我们的头骨下，一切都是虚构的，”Muckli 说。 “我们完全构建了这个世界，包括它的丰富性、细节、色彩、声音、内容和兴奋。 ……它是由我们的神经元创造的。”

这意味着一个人的现实将与另一个人不同，Dijkstra 说：“想象与现实之间的界限并不那么牢固。”