最新研究发现,大脑在处理视觉信息时,可能以每秒15次的频率在意识与无意识图像间高速交替,以此秘密解析外界现实。
关注屏幕上的文字时,你或许认为自己完全专注在当下。然而,神经科学的最新发现表明,事实可能并非如此。在意识完全接收信息的同时,大脑可能正以每秒15次的频次,在看得见的意识图像与看不见的无意识图像之间来回切换。
这种现象意味着,指导我们体验现实世界的因素,或许远比眼睛接收到的视觉信息更为复杂。在任何特定时刻,大脑只有一部分活动能够进入意识层面,其余大量信息则在无意识中被默默处理。如何划分意识与无意识,一直是神经科学领域悬而未决的基础难题。
日常生活中,我们的感官无时无刻不在接收海量信息。为了防止大脑因信息过载而瘫痪,大脑会主动降低部分信息的优先级。比如位于视场中央的鼻子,大脑大部分时间都会自动将其过滤掉。
多年来,科学家试图通过寻找受刺激时被激活的大脑区域来破解意识之谜。但随后研究发现,这些区域在面对无意识刺激时同样会被激活。加州大学伯克利分校的神经科学家Janis Hesse与Doris Tsao领导的研究团队决定换个思路,不从空间维度入手,而是从时间维度切入,探索大脑活动随时间变化的方式。

研究人员以猕猴为对象展开实验,并为其戴上红青双色的3D眼镜。这种眼镜能向左右眼分别展示不同图像。实验中,研究人员先向猕猴的一只眼睛展示一张人脸,随后在第一张人脸保持不变的情况下,突然向另一只眼睛展示第二张人脸。
此时大脑会优先处理新出现的第二张脸,并抑制对第一张脸的意识感知。虽然第一张脸依然存在于视野中,但大脑不再将其带入意识。由于猕猴无法直接口述感知体验,研究人员先在人类受试者身上进行了验证,确认新图像确实在意识感知中占主导地位。
随后,研究人员使用微电极记录了猕猴视觉处理区域数百个神经元的电活动。在专门负责人脸识别的区域,研究人员记录到了分别对应两张人脸的神经活动模式。
令人意外的是,神经元活动在时间维度上展现出独特的规律。虽然第二张脸在意识中占据主导,但神经元并未持续记录这张脸,而是在意识感知的脸与被抑制的脸之间快速切换,切换频率大约为每秒15次。
研究还发现,在意识感知阶段,神经元对所感知人脸特征的响应更加敏锐,这表明大脑在高速切换的同时,能够明确区分意识与无意识信息。
研究人员推测,这种机制允许大脑在不改变当前行为的前提下,悄悄梳理其他可能的视觉解释,帮助我们在探索世界的同时静默评估其他可能性。
该研究目前公布于bioRxiv预印本平台。由于实验仅针对2只猕猴,且仅观测了特定的视觉处理区域,其具体神经机制仍有待同行评审与进一步验证。但这一发现揭示了一种引人遐想的可能性,我们看似连续顺畅的现实体验,或许正是由幕后每秒15次的复杂神经切换所支撑的。
原文:https://www.sciencealert.com/your-brain-may-be-switching-between-two-versions-of-reality-15-times-a-second