语义启动对卡尼萨错觉强度和方向的调节作用

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Communications Psychology

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  视觉错觉常被视为认知不可穿透性的典型例证。为探究认知是否影响感知,研究人员以卡尼萨错觉(Kanizsa illusion)为对象,通过 5 个实验(N=1148)发现语义启动可双向调节错觉感知概率,为认知穿透性(cognitive penetrability)提供实证支持。

  在感知世界的过程中,我们究竟是被动接收外界信息,还是凭借内在知识主动构建认知?视觉错觉作为一类特殊的感知现象,长期以来被视为认知不可穿透性的 “铁证”—— 即便明知刺激的物理属性,感知仍会被误导,例如经典的卡尼萨错觉中,观察者会 “看到” 实际不存在的轮廓。然而,这一传统观点正面临挑战:当高阶认知过程与低阶感知相互作用时,错觉是否依然不可动摇?来自以色列特拉维夫大学(Tel Aviv University)的研究团队围绕这一科学争议,展开了一系列实验,其成果发表于《Communications Psychology》,为理解认知与感知的动态关系开辟了新视角。
该研究采用行为实验方法,设计了 5 个实验(4 个预注册),共纳入 1148 名参与者。实验以卡尼萨错觉为模型,通过呈现与 “吃豆人”(Pac-Man)游戏语义相关或无关的启动刺激(包括图像、文字等),观察其对错觉感知的影响。研究主要技术方法包括:刺激呈现(如平板电脑或线上平台展示启动图片及错觉图形)、行为数据采集(记录参与者对是否感知到卡尼萨图形及其位置的判断)、统计分析(卡方检验、贝叶斯分析等),并通过控制组排除注意干扰等混淆因素。

实验 1-4:语义启动削弱卡尼萨错觉感知


实验 1 使用 “吃豆人” 游戏棋盘图像作为语义启动刺激,发现当卡尼萨三角形呈现时,接受语义启动的参与者报告 “看到三角形” 的比例(42.9%)显著低于非语义启动组(87.8%)。实验 2 通过无关图像(礼品盒)排除注意效应,结果显示启动刺激的语义相关性是关键:只有与 “吃豆人” 相关的启动才会降低错觉感知,无关图像无此效果。实验 3-4 进一步使用 “Pac-Man” 文字及其非单词变体(如 “Pal-Man”)验证,发现语义文字启动同样能显著降低错觉报告率(46.0%-40.8% vs. 88.2%-88.5%),表明语言符号可通过语义激活影响感知。

实验 5:语义启动增强卡尼萨错觉感知


为验证效应的双向性,实验 5 使用与错觉图形一致的语义启动词(“Triangle”)、不一致词(“Square”)及非单词。结果显示,一致词启动组正确检测错觉图形位置的准确率(50.0%)显著高于不一致组(24.1%)和非单词组(31%),表明语义信息不仅能抑制,还能促进错觉感知,取决于启动内容与错觉图形的语义关联性。

综合实验结果,研究证实语义启动可双向调节卡尼萨错觉的感知概率:与局部元素(如 “吃豆人” 角色)相关的语义激活会抑制整体轮廓的感知,而与整体图形(如 “三角形”)相关的语义则增强错觉。这一发现挑战了 “视觉错觉完全独立于认知” 的传统观点,为认知穿透性理论提供了直接证据,表明感知是自下而上(刺激驱动)与自上而下(认知驱动)过程的动态整合。

从理论层面看,该研究支持了预测编码(predictive coding)框架 —— 大脑通过内在模型预测外界刺激,语义启动可能激活了相关预测模板,从而调整对模糊刺激的解释。例如,“吃豆人” 启动使大脑倾向于将刺激解析为独立角色,而非构成整体轮廓的背景元素;“三角形” 启动则强化了对整体形状的预期。这一机制不仅解释了错觉的可塑性,也为理解文化、经验如何塑造感知提供了新范式,例如跨文化研究中不同群体对错觉的敏感性差异。

研究同时回应了认知穿透性争议中的方法论挑战。通过控制刺激呈现时间(800 ms)、排除低水平视觉差异、采用单试次设计避免需求效应,实验结果难以用注意偏差或后感知判断解释。尽管研究使用的刺激条件(如周边呈现、短暂暴露)可能增强了认知影响的敏感性,但恰恰揭示了在真实世界中,当刺激信息不完整时,认知自上而下的调节作用更为显著。

该研究的意义超越了理论范畴,其揭示的认知 - 感知交互机制,为理解神经精神疾病中的感知异常(如精神分裂症的错觉症状)提供了启示,也为干预技术开发(如通过语义线索调控感知偏差)奠定了基础。正如预测编码理论所强调的,大脑并非被动的信号处理器,而是不断基于知识构建 “现实幻觉” 的预测机器,而这项研究正是这一动态过程的生动注脚。
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