“不要将我围住!”:探究Müller-Lyer目标瞄准中偏差的来源

《Neuropsychologia》:“Don’t fence me in!”: Examining the source of bias within Müller-Lyer target aiming

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月24日 来源:Neuropsychologia 2.5

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  Müller-Lyer错觉会依据尾端(tail-ends)的相对朝向扭曲线段轴(line shaft)的知觉长度。该错觉已被广泛用于评估知觉与动作背后的视觉加工过程。尽管大量证据提示该错觉会影响诸如手动瞄准(manual aiming)等动作,但围绕此影响的争

  
Müller-Lyer错觉会依据尾端(tail-ends)的相对朝向扭曲线段轴(line shaft)的知觉长度。该错觉已被广泛用于评估知觉与动作背后的视觉加工过程。尽管大量证据提示该错觉会影响诸如手动瞄准(manual aiming)等动作,但围绕此影响的争论仍在持续。确实,尾端有可能独立地引导有关目标位置的视网膜外输入(extra-retinal inputs),从而不经意间使瞄准尝试产生偏差。为此,参与者分别在有或无线段轴的条件下,快速瞄准一系列尾端构型(tails-in、tails-mid、tails-out、tails-combined),从而消除由该错觉通常引起的长度误知觉(实验1)。结果显示,无论是否存在线段轴,运动位移的差异都有效地朝向尾端偏移。为进一步扩展上述发现,研究人员另外引入了尾端朝左和朝右的构型(tails-left、tails-right)(实验2)。除了重复出先前强调的运动位移差异外,实验结果还显示运动方向朝向尾端偏移。上述每种运动效应均仅出现在运动的最末端,而非运动的早期阶段。尽管这些发现并未否定错觉构型对动作的影响,但它们确实表明,在支撑知觉的相对度量背后,存在着不同的来源。
**研究背景与目的**

Müller-Lyer错觉是一种经典的长度错觉:当线段轴两侧的尾端向内或向外排列时,线段轴会被知觉为较短或较长。该错觉常被用来检验知觉与视觉引导动作是否由分离的视觉神经通路所支撑。知觉-动作模型(perception-action model)认为,腹侧通路编码异我中心(allocentric)的相对度量而产生错觉,背侧通路编码自我中心(egocentric)的绝对度量而使动作不受错觉影响。然而,后续研究结果并不一致,并由此产生了单一表征观、计划-控制模型(planning-control model)和多过程模型(multiple process model)等不同解释。争论的核心在于:Müller-Lyer构型对瞄准动作的影响究竟源于长度误知觉,还是源于尾端本身提供的目标位置信息。为回答该问题,研究人员系统操纵线段轴的有无以及尾端朝向,从而将长度误知觉与端点位置信息分离开来。

**研究内容与主要结论**

研究人员开展了两项实验。实验1让参与者瞄准四种尾端构型(tails-in、tails-mid、tails-combined、tails-out),并在线段轴存在或缺失两种条件下进行;实验2在保留原有构型的基础上,新增尾端朝左和朝右的构型,以检测垂直于运动主轴方向的偏差。结果表明,无论线段轴是否存在,运动终点均朝向尾端方向偏移;实验2还观察到运动方向朝右或朝左尾端的偏移。这些效应主要出现在运动末端,而非早期运动阶段。研究人员因此认为,Müller-Lyer构型对瞄准动作的偏差并非源于对线段长度的误知觉,而是源于尾端位置信息对运动终点产生的吸引力,这些结果不支持异我中心参考编码对动作的驱动作用。

**关键研究方法**

研究共纳入两批来自麦克马斯特大学(McMaster University)社区的右利手健康参与者(实验1:19人;实验2:15人),实验经该校研究伦理委员会批准。采用Optotrak 3020运动捕捉系统(200 Hz)记录手指三维运动,E-prime软件控制刺激呈现。目标为有无线段轴的多种尾端构型,参与者快速瞄准尾端顶点。数据经Butterworth滤波和三点中央差分法处理,提取反应时、运动时、常误(constant error, CE)及运动学标记点(峰值加速度、峰值速度、峰值负加速度、运动结束)位移,并使用重复测量方差分析(ANOVA)和多元方差分析(MANOVA)进行统计检验。

**实验1结果与讨论**

实验1结果显示,反应时和运动时不受构型影响,说明后续空间偏差并非由整体运动速度差异造成。常误分析发现,无论有无线段轴,tails-in均比tails-mid、tails-combined和tails-out产生更短的运动终点;无线段轴时,tails-mid也比tails-combined和tails-out更短。对运动学标记点的分析进一步表明,上述构型效应仅出现在运动结束时刻,而在峰值加速度、峰值速度和峰值负加速度处均不显著。研究人员由此认为,瞄准偏差主要与尾端朝向提供的位置信息有关,而非线段轴所引发的长度错觉。

**实验2结果与讨论**

实验2重复了实验1的发现,并进一步拓展到方向维度。在主要运动轴方向上,tails-out比其余构型产生更长的运动终点;在次要运动轴方向上,tails-right比tails-in产生更明显的右向偏移,同时tails-out也比tails-in更偏右。这些效应同样不受线段轴存在与否的调节。运动学分析显示,y轴方向上构型效应仅出现在运动结束时刻;x轴方向上,峰值速度和运动结束时刻均存在构型效应。整体而言,运动终点偏向尾端方向,进一步支持偏差来源于尾端位置信息而非长度误知觉的观点。

**总体讨论与结论**

总体讨论指出,两项实验的结果共同反驳了动作偏差源于异我中心参考编码的假设,也削弱了知觉与动作由不同视觉神经通路分别支撑的观点。研究人员认为,Müller-Lyer构型中的尾端会依据格式塔闭合原则被知觉为一个整体,从而在空间上“围住”一个知觉质心(centroid),使瞄准终点偏向尾端方向。该解释与知觉与动作的差异仅源于不同任务约束的观点更为一致。此外,构型效应集中在运动末端,说明目标周围结构主要在晚期肢体-目标控制阶段发挥作用。

研究结论可翻译为:本研究通过操纵线段轴存在与否以及尾端朝向的组合,有效地控制了Müller-Lyer错觉及其相关的长度误知觉。结果发现,瞄准运动独立于线段轴,而更偏向尾端方向。这些发现反驳了异我中心参考编码的作用,以及知觉和动作分别由不同视觉神经通路贡献的逻辑。相反,影响主要来源于尾端本身,尾端被知觉分组后共同“围住”了质心。在此意义上,研究结果更支持知觉与动作的区分仅基于不同任务约束的观点。并且,这些效应主要出现在运动末端,支持构型在晚期肢体-目标控制中发挥作用。
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