如何解釋這些“永遠追不到的黑點”?
這種視錯覺現(xiàn)象叫做 格里德火花錯覺，是柵格錯覺的一種。
*左為柵格錯覺，右為火花錯覺。二者的區(qū)別在于交叉點的小圓圈
然而近年來的研究發(fā)現(xiàn)，只要對它們稍作變換，效果就很不一樣。
比如將色塊與線條的亮度調整至相同，錯覺就會消失：
色塊與線條反色，形成的錯覺斑點也會反色：
將色塊輪廓波浪線化，錯覺徹底消失：
如果將線條涂色，那么深色與淺色線條的相對位置會影響錯覺的形成：
很顯然，深色線條在上則錯覺效果加深，淺色線條在上則錯覺效果減弱。
甚至只是單純地把整個柵格旋轉45度，錯覺效果也會大大減弱：
這一切的一切，到底是人性的扭曲，還是道德的淪喪?歡迎收看本期《走近科學》。
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傳統(tǒng)意義上的解釋是 側抑制。這是一種發(fā)生在視網膜上的生理現(xiàn)象。視覺細胞在向它們的“上司”雙極細胞和節(jié)細胞匯報視覺信號時，會同時激活水平細胞，而水平細胞的活動會抑制相鄰的雙極細胞。這就導致相鄰的細胞中，活動強的會掩蔽活動弱的發(fā)出的信號，從而產生錯覺。
具體到火花錯覺中，就是在余光能掃到的部分，黑色的色塊引起了視覺細胞更強的活動，掩蔽了白色交叉點的信號，讓人認為那里有一個斑點。視覺中央的白色交叉點不會產生這一現(xiàn)象，是因為中央凹屬于“直轄市”，每個視錐細胞直接對接一個雙極細胞，信號不會亂竄。
然而這種說法不能解釋上面那些“變異”的柵格。因為按照側抑制原理，不管柵格如何變化都應該有側抑制產生，但顯然并非如此。
隨著視覺的神經機制被逐步揭示，學界也提出了相應的錯覺理論作為補充。它叫做S1簡單細胞理論，認為大腦皮層參與了視錯覺的發(fā)生：
視覺信號被節(jié)細胞接收，通過視神經傳遞到外側膝狀體，再到視覺皮層。人類的視覺皮層包括紋狀皮層和紋外皮層，視覺信息經紋狀皮層處理后再分發(fā)至各紋外皮層，完成對視覺信息的識別。我們要討論的簡單細胞就在這里。
目前可公開的情報：
簡單細胞位于紋狀皮層，用于判斷線段朝向;
每一個細胞只會被特定方向的線段激活;
能被豎直和水平線條激活的細胞數(shù)量最多;
簡單細胞又有ON細胞和OFF細胞兩類，ON細胞被亮線條激活，OFF細胞被暗線條激活;
簡單細胞接收一塊或多塊區(qū)域的視覺信號，其中只有一個子域的簡單細胞就是我們的主角——S1簡單細胞，大約占簡單細胞總數(shù)的27%;
一個子域的范圍大約是0.2度，接收12-13個視錐細胞的信息。
那么S1簡單細胞是如何產生錯覺的呢?
位置1中，ON和OFF細胞的喚醒強度相同，而在位置2、3中由于沒有邊，那里的細胞激活水平很低，與位置1中的細胞形成鮮明對比，導致我們認為交叉處有一片斑點。
而S1簡單細胞理論亦可以解釋稍作修改的柵格錯覺：
1.
深色線條在上時，位置2、3處的顏色變深，亮度下降，激活水平變得更低，因此錯覺加強;
而當白色線條在上時，亮度的提高以及亮邊的存在使得位置2處的ON S1簡單細胞被強烈激活，抵消了本處OFF細胞及位置3處ON、OFF細胞活動的減弱，拉高了整體活動水平，因此錯覺減弱。
2.
由于色塊和線條的亮度是相同的，ON、OFF細胞的激活水平一致，自然不存在錯覺。
3.
由于簡單細胞只針對特定朝向的線段，所以當色塊的輪廓變?yōu)椴ɡ司€時，簡單細胞的激活水平被極大削弱，錯覺消失。
4.
這就更好解釋了，由于感應豎直和水平方向的簡單細胞數(shù)量最多，因此旋轉柵格后，對應方向的簡單細胞數(shù)量下降，錯覺自然減弱。
雖然S1簡單細胞理論只是一種理論，是否正確仍有待進一步驗證，但它回答了側抑制理論無法解釋的問題，傳統(tǒng)的教科書在這方面已經落后了。也許當神經科學有更進一步的發(fā)展，我們可以更清楚、更深入地破解錯覺現(xiàn)象。
參考文獻：
Schiller, P. H., & Carvey, C. E. (2005). The Hermann grid illusion revisited.Perception, (34), 1375-97.
Geier, J., Bernáth, L., Hudák, M., & Séra, L. (2008). Straightness as the main factor of the Hermann grid illusion.Perception, 37(5), 651.
原作者：暗涌
文章來源：知乎