來源： 神經(jīng)現(xiàn)實

　　在澳大利亞墨爾本郊外，一次燒烤聚會上，莎拉·比索耶（Sarah Byosiere）產(chǎn)生了“給狗狗看視錯覺圖片”的想法。那是2015年，她剛在美國拿到犬科認知專業(yè)的碩士學(xué)位，來到拉籌伯大學(xué)（La Trobe University）交流訪問。在燒烤聚會上，她遇到一群研究人腦如何感知視錯覺的心理學(xué)家。和他們聊天時，比索耶忽然意識到：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瘋狂的問題：我們能不能給狗狗看錯覺圖像，它們又是否會產(chǎn)生錯覺？”她回憶道。

　　這個起初聽上去像個噱頭的主意，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)常利用視錯覺圖像，來研究人腦在提取外部世界的信息時走了哪些捷徑。喬伊納德是錯覺方面的專家，也是那次燒烤聚會上的其中一位拉籌伯大學(xué)心理學(xué)家。他說，捷徑通常是一個可靠的、讓大腦快速獲取信息的方式，但有時走捷徑也會出錯——比如，導(dǎo)致我們“看見”不存在的東西，或是覺得兩個相同的物體大小不同。如果我們能找出這類錯誤是何時發(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物（比如家犬，Canis familiaris）的認知功能是如何實現(xiàn)的。

　　比索耶決定在她的博士研究中深入鉆研這個問題。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)計了一種裝置，能讓狗狗傳達自己所感知到的東西。研究團隊打造了一個小小的實驗室，里面的觸摸屏?xí)�顯示各種視錯覺圖像，而狗狗可以用它們的鼻子與屏幕互動。比索耶說，最初參與的幾只動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月的時間。但是他們在2016年發(fā)表的初步結(jié)果讓人大開眼界。

　　研究小組用了幾個不同版本的艾賓浩斯-鐵欽納錯覺（Ebbinghaus-Titchener illusion）。在這個錯覺圖中，有兩個大小相同的圓，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)會了用鼻子點擊屏幕的相應(yīng)位置，從兩個圓中選擇它覺得更大的那個。該小組還用了一系列對照組圖片，圖中的兩個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，實驗數(shù)據(jù)顯示狗確實容易受到艾賓浩斯錯覺的影響。面對錯覺圖中兩個等大的圓形，它們總是選擇其中一個而非另一個。但是，狗并沒有和人類一樣落入圈套，認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)對犬類的感知了解甚少。她注意到，大多數(shù)對犬類認知的研究（據(jù)估計，有3/4已發(fā)表的研究）依賴于視覺任務(wù)，有許多任務(wù)改編自靈長類動物的研究。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，所以研究者有時并不確定這些實驗結(jié)果究竟揭示了哪些犬類認知的秘密。理解犬類視覺感知與我們有哪些不同之處，這“可能會對我們解讀結(jié)果的方式產(chǎn)生很大的影響”。

　　為狗狗設(shè)計的視覺把戲

　　研究者可以通過訓(xùn)練動物與屏幕或其他裝置互動，來測試它們對錯覺的敏感度，就像比索耶在她2016年的研究中做的那樣。或者，研究者也可以選擇一種叫做“自發(fā)偏好實驗”（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覺圖像。這樣，狗狗無需任何訓(xùn)練，就會對食物產(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。他們試著把狗零食擺放成圓形，來測試不同品種的狗對“德勃夫大小錯覺”的敏感度。在經(jīng)典的德勃夫大小錯覺中，有兩個大小相同的圓，而它們的相對大小被它們外圍的兩個圓環(huán)所扭曲。通常，人類會感覺被小圓環(huán)包圍的圓，比被大圓環(huán)包圍的圓更大——人們認為這個效應(yīng)來源于一種視覺怪癖，導(dǎo)致我們把前面一個圓的大小向上取整，因為它和圓環(huán)的幾乎一樣大，而把后面一個圓的大小向下取整，因為它比圓環(huán)小很多。

　　在阿格利羅的實驗中，研究人員給13只狗各提供了兩個裝著食物的盤子，盤子之間相隔一米。在對照組中，兩個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。在實驗組中，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。研究小組認為，在這兩種情況下，狗狗應(yīng)該都會想選看上去更多那一份。因此，小組提出假設(shè)：如果狗對這種錯覺的感知和人類一樣，它們就會選擇小盤子，因為那上面的零食看上去更多。

　　但它們沒有。在對照組實驗中，狗狗確實走向了零食更多的那個盤子。但在實驗組中，當(dāng)它們在相同份量、但裝在不同大小的盤子里的食物中做選擇時，阿格利羅說“它們的表現(xiàn)基本是隨機的”。他補充道，他們并不清楚這意味著狗不受這種視錯覺的影響，或只是這些實驗條件無法合理地檢測這一點。不管它們選了哪個盤子，參與實驗的狗都被獎勵了食物，所以它們可能沒什么動機去選擇那份看上去稍多一點的食物。

　　與此同時，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覺的圖像。該研究成果似乎也證明了狗狗不會被這種視錯覺影響。最近，比索耶還匯報，用經(jīng)過訓(xùn)練的狗進行不同版本的蓬佐錯覺實驗，都得到了無效應(yīng)結(jié)果（null results）。對人類而言，蓬佐錯覺用線條和網(wǎng)格包圍相同的形狀，會扭曲我們對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，狗狗可能不會被這些錯覺游戲欺騙——這是研究人員在將來設(shè)計犬類認知實驗時，可能需要牢記的一點。

　　解讀視錯覺實驗的難題

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，面對某些類型的視錯覺，狗和人類似乎會作出相似的反應(yīng)。但是有幾項研究也強調(diào)，進行和解讀犬類感知實驗需要十分謹慎。幾年前，英國林肯大學(xué)的研究人員做了一項研究，讓狗與觸摸屏上顯示的繆氏錯覺（Muller-Lyer illusion）進行互動。繆氏錯覺圖上有兩條一樣長的線，因為兩端箭頭的方向而看似不一樣長。研究小組發(fā)現(xiàn)，被訓(xùn)練選擇更長線段的狗狗始終選擇箭頭向內(nèi)的線，就和人類會做的選擇一樣。這可能表示，狗對這種錯覺的感知與人類的相同。

　　然而，研究人員通過額外的對照組和嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)了對該實驗結(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覺實驗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覺實驗中，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)圖像的整體大小（而非中心圓大小）做選擇的可能性，畢竟這也會導(dǎo)致它們的表現(xiàn)與人類相反。

　　在行為選擇實驗中，混淆因素一直是個困擾，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。“當(dāng)我們設(shè)計實驗時，我們會不自覺地從人類的視角去設(shè)計。”伯恩斯研究犬類認知將近十年，他是第一批訓(xùn)練狗狗坐進核磁共振（MRI掃描儀的研究者之一。在評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，或者有其他動機”。伯恩斯補充道，研究通常會在群組層面上評估狗的行為，從而找出它們感知的細微趨勢，但是這可能會導(dǎo)致我們忽視了狗與狗之間在感知和認知方面的顯著差異。

　　但是，這些用行為實驗研究錯覺的學(xué)者反駁道，即使面臨這些挑戰(zhàn)，這個方法至少能為探究“狗狗如何看世界”提供一個初步方案。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”，并有機會在將來設(shè)計出更好的研究。

　　她與另一位研究者開始考慮從感知角度解釋狗對某些錯覺的反應(yīng)。她說道，對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)在對不同的刺激做出反饋。例如，眾所周知，人類特別擅長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艾賓浩斯和蓬佐錯覺作出了與人類不同的反應(yīng)，因為這兩幅圖像都需要整體一起看，才會產(chǎn)生預(yù)期中的錯覺效果。

　　比索耶補充說，這種物種間的差異可以反映狗和人類所面對的不同演化壓力。伯恩斯表示，科學(xué)文獻中確實有些證據(jù)證明了狗對整體刺激的視覺偏好沒有人類強——盡管目前對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，一個動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微的區(qū)別。喬伊納德補充道，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)的實驗，同樣需要嚴謹?shù)慕忉尅Ｒ寥R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，研究烏鴉的認知能力。他解釋說，如果一種動物和人一樣，都會受到某種視錯覺的影響，那么其原因可能是兩者共同的神經(jīng)機制——但同理，也可能不是。“僅僅因為它們做出了相似的反應(yīng)，并不意味著它們的認知過程是相同的。”

　　來一點魔法

　　研究犬類視錯覺的行為實驗，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，其中需要讓狗被動地看屏幕上的圖像，并對其進行腦部成像。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。伯恩斯的小組近期發(fā)布的預(yù)稿表明，根據(jù)fMRI實驗，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)可能會影響科學(xué)家們?nèi)绾卧O(shè)計基于視覺的任務(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物展示不同類型的錯覺。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)表演可能是研究動物感知能力的強大工具——哪怕是很簡單的魔術(shù)，比如用手法讓一個東西看似消失。“魔術(shù)師會用精心籌備的騙術(shù)，利用我們注意力與感知的盲點，”他說，“假如其他動物的注意和感知機制是與人類同功（analogous）或同源（homologous）的，那么魔術(shù)應(yīng)該也對他們有效果。”

　　加西亞-佩勒格蘭也承認，魔術(shù)和其他動態(tài)視錯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”。觀察一個魔術(shù)表演時，被調(diào)用的不僅僅是視覺感知，還有其他認知因素，比如意料之外的事發(fā)生時出現(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)實驗設(shè)計控制條件非常困難。不過她補充說，她的團隊在2019年末請了一位魔術(shù)師來實驗室，就是為了探討這一類研究。

　　目前，比索耶和她的團隊正在試驗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)動了一個叫“毛茸茸大挑戰(zhàn)（What the Fluff！？）”的平民科學(xué)項目，來研究動物會對這個錯覺作何反應(yīng)。“我們讓主人對著他們的狗做這個魔術(shù)，”她說，“我們會分析他們的視頻，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。”比索耶也在繼續(xù)研究經(jīng)過訓(xùn)練的動物，試著去解答關(guān)于狗狗認知的基本問題——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。“我想，最好的靈感，有時是在燒烤聚會上誕生的。”

　　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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