來源： 神經(jīng)現(xiàn)實(shí)

　　在澳大利亞墨爾本郊外，一次燒烤聚會(huì)上，莎拉·比索耶（Sarah Byosiere）產(chǎn)生了“給狗狗看視錯(cuò)覺圖片”的想法。那是2015年，她剛在美國拿到犬科認(rèn)知專業(yè)的碩士學(xué)位，來到拉籌伯大學(xué)（La Trobe University）交流訪問。在燒烤聚會(huì)上，她遇到一群研究人腦如何感知視錯(cuò)覺的心理學(xué)家。和他們聊天時(shí)，比索耶忽然意識(shí)到：同樣的方法也許能為我們打開一扇窗，讓我們了解狗狗如何理解它們身處的世界，它們的感知與我們的又有何不同。“我們提出了這樣一個(gè)瘋狂的問題：我們能不能給狗狗看錯(cuò)覺圖像，它們又是否會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)覺？”她回憶道。

　　這個(gè)起初聽上去像個(gè)噱頭的主意，很快變成了一份正式的提案。菲利普·喬伊納德（Philippe Chouinard）解釋道，心理學(xué)家經(jīng)常利用視錯(cuò)覺圖像，來研究人腦在提取外部世界的信息時(shí)走了哪些捷徑。喬伊納德是錯(cuò)覺方面的專家，也是那次燒烤聚會(huì)上的其中一位拉籌伯大學(xué)心理學(xué)家。他說，捷徑通常是一個(gè)可靠的、讓大腦快速獲取信息的方式，但有時(shí)走捷徑也會(huì)出錯(cuò)——比如，導(dǎo)致我們“看見”不存在的東西，或是覺得兩個(gè)相同的物體大小不同。如果我們能找出這類錯(cuò)誤是何時(shí)發(fā)生、如何發(fā)生的，這些發(fā)現(xiàn)就可以提供一些線索，幫助我們了解人類或其它動(dòng)物（比如家犬，Canis familiaris）的認(rèn)知功能是如何實(shí)現(xiàn)的。

　　比索耶決定在她的博士研究中深入鉆研這個(gè)問題。她來到了拉籌伯大學(xué)，在犬類研究者保林·班尼特（Pauline Bennett）的指導(dǎo)下開展工作。她設(shè)計(jì)了一種裝置，能讓狗狗傳達(dá)自己所感知到的東西。研究團(tuán)隊(duì)打造了一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)室，里面的觸摸屏?xí)�顯示各種視錯(cuò)覺圖像，而狗狗可以用它們的鼻子與屏幕互動(dòng)。比索耶說，最初參與的幾只動(dòng)物是志愿者帶來的拉戈托羅馬閣挪露犬（Lagotto Romagnolo dogs），讓它們熟悉儀器就花了幾個(gè)月的時(shí)間。但是他們?cè)?016年發(fā)表的初步結(jié)果讓人大開眼界。

　　研究小組用了幾個(gè)不同版本的艾賓浩斯-鐵欽納錯(cuò)覺（Ebbinghaus-Titchener illusion）。在這個(gè)錯(cuò)覺圖中，有兩個(gè)大小相同的圓，但由于它們周圍排布著其他的圓，在人類看來它們的大小不同。每只狗狗都經(jīng)過了訓(xùn)練——研究員用大量的狗餅干換取它們的正確答案，讓它們學(xué)會(huì)了用鼻子點(diǎn)擊屏幕的相應(yīng)位置，從兩個(gè)圓中選擇它覺得更大的那個(gè)。該小組還用了一系列對(duì)照組圖片，圖中的兩個(gè)中心圓以及整體視覺刺激的大小都不同。他們用這些圖片收集數(shù)據(jù)，以測(cè)試狗狗是否更傾向于選擇其中一張圖片。

　　讓比索耶興奮的是，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示狗確實(shí)容易受到艾賓浩斯錯(cuò)覺的影響。面對(duì)錯(cuò)覺圖中兩個(gè)等大的圓形，它們總是選擇其中一個(gè)而非另一個(gè)。但是，狗并沒有和人類一樣落入圈套，認(rèn)為被小圓包圍的圓更大——它們的選擇和我們恰恰相反。

　　比索耶現(xiàn)在是紐約亨特學(xué)院犬類思維中心的主任。她說，盡管幾千年來人類與狗保持著緊密的關(guān)系，但這些結(jié)果充分說明了科學(xué)對(duì)犬類的感知了解甚少。她注意到，大多數(shù)對(duì)犬類認(rèn)知的研究（據(jù)估計(jì)，有3/4已發(fā)表的研究）依賴于視覺任務(wù)，有許多任務(wù)改編自靈長(zhǎng)類動(dòng)物的研究。但是，“我們未必知道狗理解世界的方式是否與我們相同”，比索耶說，所以研究者有時(shí)并不確定這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果究竟揭示了哪些犬類認(rèn)知的秘密。理解犬類視覺感知與我們有哪些不同之處，這“可能會(huì)對(duì)我們解讀結(jié)果的方式產(chǎn)生很大的影響”。

　　為狗狗設(shè)計(jì)的視覺把戲

　　研究者可以通過訓(xùn)練動(dòng)物與屏幕或其他裝置互動(dòng)，來測(cè)試它們對(duì)錯(cuò)覺的敏感度，就像比索耶在她2016年的研究中做的那樣�；蛘�，研究者也可以選擇一種叫做“自發(fā)偏好實(shí)驗(yàn)”（spontaneous preference experiments）的方法，利用不同大小的盤子和食物向狗狗展示同樣的視錯(cuò)覺圖像。這樣，狗狗無需任何訓(xùn)練，就會(huì)對(duì)食物產(chǎn)生興趣。

　　在幾年前，克里斯蒂安·阿格利羅（Christian Agrillo）和他在帕多瓦大學(xué)（University of Padua，位于意大利北部）的同事們嘗試了第二種方法。他們?cè)囍�把狗零食擺放成圓形，來測(cè)試不同品種的狗對(duì)“德勃夫大小錯(cuò)覺”的敏感度。在經(jīng)典的德勃夫大小錯(cuò)覺中，有兩個(gè)大小相同的圓，而它們的相對(duì)大小被它們外圍的兩個(gè)圓環(huán)所扭曲。通常，人類會(huì)感覺被小圓環(huán)包圍的圓，比被大圓環(huán)包圍的圓更大——人們認(rèn)為這個(gè)效應(yīng)來源于一種視覺怪癖，導(dǎo)致我們把前面一個(gè)圓的大小向上取整，因?yàn)樗�和圓環(huán)的幾乎一樣大，而把后面一個(gè)圓的大小向下取整，因?yàn)樗�比圓環(huán)小很多。

　　在阿格利羅的實(shí)驗(yàn)中，研究人員給13只狗各提供了兩個(gè)裝著食物的盤子，盤子之間相隔一米。在對(duì)照組中，兩個(gè)大小相同的盤子里裝著不同量的零食，狗狗需要在兩者之間選擇。在實(shí)驗(yàn)組中，狗狗則需要在份量相同、但裝在不同大小的盤子里的食物中做選擇。研究小組認(rèn)為，在這兩種情況下，狗狗應(yīng)該都會(huì)想選看上去更多那一份。因此，小組提出假設(shè)：如果狗對(duì)這種錯(cuò)覺的感知和人類一樣，它們就會(huì)選擇小盤子，因?yàn)槟巧厦娴牧闶晨瓷先ジ�多�?/p>

　　但它們沒有。在對(duì)照組實(shí)驗(yàn)中，狗狗確實(shí)走向了零食更多的那個(gè)盤子。但在實(shí)驗(yàn)組中，當(dāng)它們?cè)谙嗤�份量、但裝在不同大小的盤子里的食物中做選擇時(shí)，阿格利羅說“它們的表現(xiàn)基本是隨機(jī)的”。他補(bǔ)充道，他們并不清楚這意味著狗不受這種視錯(cuò)覺的影響，或只是這些實(shí)驗(yàn)條件無法合理地檢測(cè)這一點(diǎn)。不管它們選了哪個(gè)盤子，參與實(shí)驗(yàn)的狗都被獎(jiǎng)勵(lì)了食物，所以它們可能沒什么動(dòng)機(jī)去選擇那份看上去稍多一點(diǎn)的食物。

　　與此同時(shí)，比索耶與她的同事發(fā)表了他們的研究成果。他們用經(jīng)過訓(xùn)練的狗，并在觸摸屏上展示德勃夫大小錯(cuò)覺的圖像。該研究成果似乎也證明了狗狗不會(huì)被這種視錯(cuò)覺影響。最近，比索耶還匯報(bào)，用經(jīng)過訓(xùn)練的狗進(jìn)行不同版本的蓬佐錯(cuò)覺實(shí)驗(yàn)，都得到了無效應(yīng)結(jié)果（null results）。對(duì)人類而言，蓬佐錯(cuò)覺用線條和網(wǎng)格包圍相同的形狀，會(huì)扭曲我們對(duì)這些形狀大小的感知。

　　雖然“找不到證據(jù)不等于沒有證據(jù)”，阿格利羅說道，但目前的研究成果都顯示，狗狗可能不會(huì)被這些錯(cuò)覺游戲欺騙——這是研究人員在將來設(shè)計(jì)犬類認(rèn)知實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能需要牢記的一點(diǎn)。

　　解讀視錯(cuò)覺實(shí)驗(yàn)的難題

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，面對(duì)某些類型的視錯(cuò)覺，狗和人類似乎會(huì)作出相似的反應(yīng)。但是有幾項(xiàng)研究也強(qiáng)調(diào)，進(jìn)行和解讀犬類感知實(shí)驗(yàn)需要十分謹(jǐn)慎。幾年前，英國林肯大學(xué)的研究人員做了一項(xiàng)研究，讓狗與觸摸屏上顯示的繆氏錯(cuò)覺（Muller-Lyer illusion）進(jìn)行互動(dòng)�？娛襄e(cuò)覺圖上有兩條一樣長(zhǎng)的線，因?yàn)閮啥思�頭的方向而看似不一樣長(zhǎng)。研究小組發(fā)現(xiàn)，被訓(xùn)練選擇更長(zhǎng)線段的狗狗始終選擇箭頭向內(nèi)的線，就和人類會(huì)做的選擇一樣。這可能表示，狗對(duì)這種錯(cuò)覺的感知與人類的相同。

　　然而，研究人員通過額外的對(duì)照組和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)了對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的另一種解讀方式：狗狗并沒有根據(jù)看到的線段長(zhǎng)度而選擇箭頭向內(nèi)的線，它們選擇的是整體最大的視覺刺激。

　　研究人員試著在視錯(cuò)覺實(shí)驗(yàn)中排除這種不同的情況。比如，在比索耶與同事做的艾賓浩斯錯(cuò)覺實(shí)驗(yàn)中，他們用了許多張帶有不同大小圓形的圖。這樣就能排除狗狗在根據(jù)圖像的整體大�。ǘ�非中心圓大�。┳鲞x擇的可能性，畢竟這也會(huì)導(dǎo)致它們的表現(xiàn)與人類相反。

　　在行為選擇實(shí)驗(yàn)中，混淆因素一直是個(gè)困擾，尤其當(dāng)研究者并不知道狗具體看到或注意到了什么，埃默里大學(xué)（Emory University）的神經(jīng)科學(xué)家格雷戈里·伯恩斯（Gregory Berns）說道�！爱�(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們會(huì)不自覺地從人類的視角去設(shè)計(jì)�！辈�恩斯研究犬類認(rèn)知將近十年，他是第一批訓(xùn)練狗狗坐進(jìn)核磁共振（MRI掃描儀的研究者之一。在評(píng)估犬類行為的研究中，“假如一只狗沒有做你希望它做的事，我們通常無法確定是它不明白你想讓它做什么，還是它明白卻不愿意這么做，或者有其他動(dòng)機(jī)”。伯恩斯補(bǔ)充道，研究通常會(huì)在群組層面上評(píng)估狗的行為，從而找出它們感知的細(xì)微趨勢(shì)，但是這可能會(huì)導(dǎo)致我們忽視了狗與狗之間在感知和認(rèn)知方面的顯著差異。

　　但是，這些用行為實(shí)驗(yàn)研究錯(cuò)覺的學(xué)者反駁道，即使面臨這些挑戰(zhàn)，這個(gè)方法至少能為探究“狗狗如何看世界”提供一個(gè)初步方案。正如比索耶所解釋的那樣，這些研究“能讓我們初步了解狗狗如何在視覺上感知它們的環(huán)境。它可以幫助我們理解人與狗視覺的相似與不同之處”，并有機(jī)會(huì)在將來設(shè)計(jì)出更好的研究。

　　她與另一位研究者開始考慮從感知角度解釋狗對(duì)某些錯(cuò)覺的反應(yīng)。她說道，對(duì)于那些狗與人作出不同反應(yīng)的案例（即狗狗選了與人類相反的視覺刺激，或沒有顯示任何偏好），有可能是狗的視覺系統(tǒng)在對(duì)不同的刺激做出反饋。例如，眾所周知，人類特別擅長(zhǎng)在包含子元素的圖像中看出整體的圖案。相比之下，比索耶注意到犬類感知可能更善于察覺圖像局部的視覺刺激——該現(xiàn)象或許能解釋為什么狗對(duì)艾賓浩斯和蓬佐錯(cuò)覺作出了與人類不同的反應(yīng)，因?yàn)檫@兩幅圖像都需要整體一起看，才會(huì)產(chǎn)生預(yù)期中的錯(cuò)覺效果。

　　比索耶補(bǔ)充說，這種物種間的差異可以反映狗和人類所面對(duì)的不同演化壓力。伯恩斯表示，科學(xué)文獻(xiàn)中確實(shí)有些證據(jù)證明了狗對(duì)整體刺激的視覺偏好沒有人類強(qiáng)——盡管目前對(duì)該主題的研究仍屈指可數(shù)，他提醒道。

　　喬伊納德發(fā)現(xiàn)了另一種理解人與狗感知差異的方式：即，一個(gè)動(dòng)物有多大可能將相似的刺激看作完全相同的，而不能察覺到它們之間細(xì)微的區(qū)別。喬伊納德補(bǔ)充道，他和比索耶的研究成果可以表明狗察覺到刺激物間差異的可能性比人類低。

　　那些人和狗做出相同反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，同樣需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕忉�。伊萊亞斯·加西亞-佩勒格蘭（Elias Garcia-Pelegrin）是劍橋大學(xué)的心理學(xué)博士生，研究烏鴉的認(rèn)知能力。他解釋說，如果一種動(dòng)物和人一樣，都會(huì)受到某種視錯(cuò)覺的影響，那么其原因可能是兩者共同的神經(jīng)機(jī)制——但同理，也可能不是�！皟H僅因?yàn)樗鼈冏龀隽讼嗨频姆磻?yīng)，并不意味著它們的認(rèn)知過程是相同的�！�

　　來一點(diǎn)魔法

　　研究犬類視錯(cuò)覺的行為實(shí)驗(yàn)，并不是探究犬類感知能力的唯一途徑。比如，伯恩斯所做的研究屬于功能性核磁共振（fMRI）研究，其中需要讓狗被動(dòng)地看屏幕上的圖像，并對(duì)其進(jìn)行腦部成像。這樣，研究人員便可以觀察與不同刺激相關(guān)的神經(jīng)信號(hào)。伯恩斯的小組近期發(fā)布的預(yù)稿表明，根據(jù)fMRI實(shí)驗(yàn)，狗狗無法輕松地從三維物體類推到這些物體的二維圖片，反之亦然。這一發(fā)現(xiàn)可能會(huì)影響科學(xué)家們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)基于視覺的任務(wù)，來衡量犬類的感知能力。

埃默里大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家格雷戈里·伯恩斯用fMRI研究狗的感知。

　　另一些研究者在探索如何向動(dòng)物展示不同類型的錯(cuò)覺。比如，加西亞-佩勒格蘭近期合著了一篇前瞻性文章。該文章提出，魔術(shù)表演可能是研究動(dòng)物感知能力的強(qiáng)大工具——哪怕是很簡(jiǎn)單的魔術(shù)，比如用手法讓一個(gè)東西看似消失�！澳�術(shù)師會(huì)用精心籌備的騙術(shù)，利用我們注意力與感知的盲點(diǎn)，”他說，“假如其他動(dòng)物的注意和感知機(jī)制是與人類同功（analogous）或同源（homologous）的，那么魔術(shù)應(yīng)該也對(duì)他們有效果�！�

　　加西亞-佩勒格蘭也承認(rèn)，魔術(shù)和其他動(dòng)態(tài)視錯(cuò)覺顯然比靜止的二維圖像要復(fù)雜得多。他正在嘗試給他所研究的烏鴉變魔術(shù)，用手法讓物體“消失”。觀察一個(gè)魔術(shù)表演時(shí)，被調(diào)用的不僅僅是視覺感知，還有其他認(rèn)知因素，比如意料之外的事發(fā)生時(shí)出現(xiàn)的“違背期待”（violation of expectation），還有“客體永久性”（object permanence）。比索耶提到，為魔術(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)控制條件非常困難。不過她補(bǔ)充說，她的團(tuán)隊(duì)在2019年末請(qǐng)了一位魔術(shù)師來實(shí)驗(yàn)室，就是為了探討這一類研究。

　　目前，比索耶和她的團(tuán)隊(duì)正在試驗(yàn)另一種騙狗狗的把戲。那是幾年前在網(wǎng)絡(luò)上很火的一個(gè)魔術(shù)，其中狗主人要將一塊大毛毯舉在自己面前，像一塊屏幕一樣，并在狗狗的注視下舉起、放下毯子幾次。接著，在某一次舉起毯子后，狗主人躲到墻后面，再放下毯子，讓狗狗覺得它的主人憑空消失了。

　　最近，比索耶的小組發(fā)動(dòng)了一個(gè)叫“毛茸茸大挑戰(zhàn)（What the Fluff��？）”的平民科學(xué)項(xiàng)目，來研究動(dòng)物會(huì)對(duì)這個(gè)錯(cuò)覺作何反應(yīng)。“我們讓主人對(duì)著他們的狗做這個(gè)魔術(shù)，”她說，“我們會(huì)分析他們的視頻，看看是否能得出與這種魔術(shù)中客體永久性和違背期待相關(guān)的結(jié)論�！北人饕�也在繼續(xù)研究經(jīng)過訓(xùn)練的動(dòng)物，試著去解答關(guān)于狗狗認(rèn)知的基本問題——也正是這些問題最初在澳大利亞激發(fā)了她的興趣，她說道�！拔蚁耄�最好的靈感，有時(shí)是在燒烤聚會(huì)上誕生的�！�

　　作者：Catherine Offord | 封面：Sam Kalda

　　翻譯：Mollie | 審校：杜彧 | 排版：北方

　　編輯：Orange Soda

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