突破性研究表明小鼠能感知霓虹灯色彩扩散的错觉

研究首次表明，某种视错觉，例如霓虹灯色彩扩散对小鼠有效。这项研究也是首次结合使用电生理学和光遗传学这两种研究技术来研究这种错觉。对小鼠的实验结果解决了神经科学中长期存在的一个争论，即大脑中哪一级神经元负责对亮度的感知。

我们都熟悉视错觉，有些是新奇的现象，而有些就在我们身边。即使你看着眼前的屏幕，也会被欺骗，以为自己看到的是白色。实际上，你看到的是许多红色、绿色和蓝色元素紧密地挤在一起，给人一种白色的感觉。另一个例子是快速旋转的轮子或螺旋桨，当它加速到全速时，会短暂地看起来像是在逆转方向。

无论如何，人们可能会惊奇地发现，光学幻觉不仅有趣，而且还是了解眼睛、神经、思维和大脑的有用工具。

你看到了什么？这是一种典型的霓虹灯色彩扩散幻觉，与这些实验中使用的幻觉不同。你有可能一眼就看到一个浅蓝色的圆圈，与原本白色的背景形成了微弱的对比。但实际上，背景完全是白色的；就好像黑色细丝蓝色部分的蓝色渗入了蓝色线条末端所暗示的圆形。图片来源：Wikimedia/blebspot，已编辑

东京大学系统创新系副教授渡边正孝（Masataka Watanabe）的任务是进一步了解意识的本质。这是一个广阔的学科领域，因此自然有许多方法来探索它，其中包括他使用的光学幻觉。他最近的研究着眼于某种对人类有效的幻觉是否对小鼠也有效。结果证明，确实如此。这有什么意义呢？

渡边说："知道这种被称为霓虹色扩散幻觉的幻觉对小鼠和人类都有效，对像我这样的神经科学家来说是非常有用的，因为这意味着小鼠可以作为有用的测试对象，来测试人类无法测试的情况，要想真正了解感知体验过程中大脑内部发生了什么，我们需要使用某些无法在人身上使用的方法。这些方法包括电生理学（用电极记录神经活动）和光遗传学（用光脉冲激活或关闭活体大脑中特定神经元的发射）。"

渡边的实验是首次在动物实验对象身上同时使用电生理学和光遗传学进行霓虹灯色彩蔓延幻觉的实验，这使他的团队能够准确地看到大脑中哪些结构负责处理这种幻觉。

视觉刺激落在眼睛上后，会通过神经传入大脑，然后被称为 V1、V2 等一系列神经元层接收，其中 V1 是第一层，也是最基础的一层，V2 及以上则被视为更高层。

"在神经科学领域，关于高级神经元在亮度感知中的作用的争论由来已久。我们在小鼠身上进行的实验表明，V1 神经元不仅对幻觉有反应，而且对所显示的同类图案的非幻觉版本也有反应。但是，只有在向小鼠展示幻觉版本时，V2 神经元才发挥了关键作用：即调节 V1 神经元的活动，从而证明 V2 神经元确实在亮度感知中发挥作用"。

这项实验表明，小鼠模型在神经科学领域是有效的。渡边希望这仅仅是个开始，这样的实验将有助于实现他阐明意识神经机制的宏伟目标。

编译来源：ScitechDaily

查阅文献：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46885-6