The post-hoc montage of perception: deep layers of primary visual cortex encode postdictive percepts
这项研究利用 7T 层级特异性 fMRI 表明，通过来自颞上皮层的反馈，后向预测错觉改变了初级视觉皮层 (V1) 深层的神经表征，揭示了感知涉及的是一种事后重构，而非简单的感官输入实时流。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
我们的眼睛不断受到光的轰炸，因此人们自然而然地认为我们所看到的是正在发生的现实世界的实时直播。我们注视着一个场景，大脑便立即将撞击视网膜的光线转化为清晰的现实图像。然而，在这个系统中存在着一个奇特的故障，被称为“后向预测”（postdiction）。这是一种现象，即在视觉事件发生之后到达的信息，实际上改变了我们对该事件的记忆或感知。就好像大脑等待了零点几秒，收集了更多来自未来的线索，然后通过编辑过去来使整个故事变得合理。几十年来，科学家们一直在争论大脑是如何进行这种编辑的。一种观点是，大脑只是将早期信号保留在更高、更复杂的区域，直到后续信息赶上。另一种观点是，大脑会向视觉处理的第一站发送信息，以重写最初的记录。
伦敦大学学院和马斯特里赫特大学的研究团队现在深入人类大脑内部，以观察哪种观点才是正确的。他们将研究重点放在初级视觉皮层上，这是大脑后部的一条薄组织，充当着处理一切视觉信息的首个门户。具体而言，他们想知道这个曾经被认为是“被动照相机”的区域，是否实际上参与了事后重写我们的感知。为了找出答案，他们使用了一台强大的磁共振扫描仪，观察了23名志愿者在经历两种特定视觉错觉时的脑部活动。在这两种错觉中，声音的存在或缺失会导致大脑要么凭空创造出一个并不存在的闪光，要么抹除一个实际存在的闪光。通过观察这些时刻的大脑活动，研究人员可以观察到初级视觉皮层仅仅是在记录撞击眼睛的光线，还是在反映一个人脑海中实际看到的景象。
这项实验依赖于一个涉及闪光和鸣叫声的巧妙设置。在测试的一个版本中，参与者看到两个闪光，中间夹着一个声音。尽管中间并没有光，但声音欺骗了他们的大脑，让他们在声音发生的位置看到了第三个闪光。在另一个版本中，他们看到了三个闪光，但如果中间的声音缺失，他们的大脑就会抑制中间的闪光，使其在感知中消失。研究人员使用了一台7特斯拉的MRI扫描仪，这是一种具有极高灵敏度的机器，每68毫秒对大脑进行一次成像。他们不仅观察大脑的整体，还观察了初级视觉皮层的不同层级。可以将这些层级想象成建筑物的楼层：底层接收来自眼睛的直接信号，而顶层则接收来自大脑其他部分的信号传回。
当研究人员分析数据时，他们发现眼睛看到的与大脑感知的之间存在明显的差异。在接收来自眼睛直接输入的视觉皮层层级中，大脑活动与撞击视网膜的实际光线相匹配。如果闪光物理上存在，信号就在；如果闪光缺失，信号也就不存在。然而，在同一区域的深层，情况却大不相同。当参与者看到一个物理上从未存在的幻觉闪光时，视觉皮层的深层表现出的活动模式看起来就像他们真的看到了闪光一样。相反，当一个真实的闪光物理存在，但由于声音缺失导致参与者大脑决定忽略它时，深层表现出的模式则显示闪光似乎消失了。这意味着视觉皮层的深层不仅仅是在记录来自眼睛的原始数据，它们还在记录一个人所经历的最终编辑后的现实版本。
为了理解这条编辑信息是从哪里发出的，研究人员观察了视觉皮层与负责整合声音和视觉的高级区域——颞上皮层之间的连接。他们发现，这个高级区域的活动模式与视觉皮层深层的活动密切相关，但与中层无关。这表明，高级区域正在向深层发送信息，告诉它们根据新信息来更新图像。研究并未在这些中层发现同样的连接，这支持了这样一个观点：这些层级主要用于接收新输入，而深层则是用于接收更新。
这些发现挑战了“初级视觉皮层只是信息被动接收器”的旧观点。相反，它似乎是构建我们世界体验的积极参与者，甚至在事件发生之后也是如此。大脑不仅仅是在传输现在，它还在不断修正过去，以创造一个连贯的故事。在这些实验中，修正过程发生在视觉皮层的深层，由整合了声音和视觉的高级脑区驱动。虽然研究人员无法以足够的精度观察这些事件的具体时间，从而确定大脑是在编辑过去还是在预测未来，但证据清楚地表明，初级视觉皮层参与了这种事后重建。研究表明，我们的感知是一个蒙太奇，是由大脑缝合在一起的瞬间集合，而视觉高速公路的第一站正是进行最终剪辑的地方。
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