出品：科普中國

　　製作：蘇澄宇

　　監製：中國科學院計算機網絡信息中心

　　當過“鏟屎官”的朋友，一定都見過這樣一幕：貓動不動就愛鑽“窩”。這個(ge) “窩”可能形態各異，圓的、方的、扁的……但都有一個(ge) 共同點，那就是：窄。

　　什麽(me) 是貓最喜歡的窩？

　　一個(ge) 盒子。

　　沒錯，僅(jin) 僅(jin) 一個(ge) 簡單的盒子就可以滿足貓對於(yu) 窩的需求。

　　而且不隻是盒子，幾乎所有狹窄的地方都有可能成為(wei) 貓喜歡呆的地方。

　　貓也喜歡“畫地為(wei) 牢”

　　圖源：catsplacess

　　這些好歹還是實實在在的 “藏身”之處，有一些簡直令人大跌眼鏡，比如：一個(ge) 圈或框。

　　在2017年，一名推特用戶Danielle Matheson分享了兩(liang) 張照片：

　　圖源：twitter

　　圖片上我們(men) 可以看到，當我們(men) 用膠帶在地板粘一個(ge) 方框，貓咪就會(hui) 自動坐進去。

　　隨後，一股給貓“畫地為(wei) 牢”的熱潮被掀起。眾(zhong) 多鏟屎官紛紛效仿實驗。

　　令人詫異的是，相當多的貓都自動地踏進這個(ge) “怪圈”，這個(ge) “怪圈”背後，難道有什麽(me) 魔力？

　　從(cong) 下麵這隻貓震驚的表情看，方框確實有著不同尋常的魔力。

　　圖源：twitter

　　有的甚至為(wei) 了搶方框領地，把另一隻給趕出去了……

　　對這種現象的解釋，研究動物行為(wei) 的科學家推測，因為(wei) 貓是獨居動物，一天需要睡18個(ge) 小時，所以需要一個(ge) 安全的藏身之處來睡覺，而貓喜歡這種空間狹小的地方，地上的圈或方框提供了類似的狹小空間感，所以貓可能會(hui) 把地上的圈或框當作類似盒子的存在。尤其是對於(yu) 那些被奪走盒子的貓咪來說，它們(men) 更會(hui) 把地上的框框當作庇護所。

　　什麽(me) 是卡尼薩錯覺

　　那麽(me) 問題來了，貓看到不存在的框會(hui) 鑽進去嗎？啥？沒看明白，什麽(me) 叫不存在的框？

　　首先，給大家科普一個(ge) 心理學上的專(zhuan) 業(ye) 名詞：卡尼薩錯覺。所謂卡尼薩錯覺就是看到不存在的圖形輪廓，如下圖所示。

　　圖源：Wikipedia

　　這是一個(ge) 有三個(ge) 黑色“吃豆人”和三個(ge) 角組成的圖案，並沒有其他圖形和多餘(yu) 的線條。

　　吃豆人 圖源：mental floss

　　看到這張圖，你一定感覺到了中間有一個(ge) 白色的倒三角，雖然並沒有線條框出這個(ge) 三角，邊緣的亮度對比也是一樣的。

　　這就是一種視錯覺，因為(wei) 發現這種錯覺的人名叫Gaetano Kanizsa，所以叫卡尼薩錯覺。加上最初設計出來是一個(ge) 三角，也被稱為(wei) 卡尼薩三角。

　　卡尼薩三角是輪廓錯覺的一種。一般來說，我們(men) 要看到一個(ge) 物體(ti) 的輪廓至少需要明暗的對比，方框就是四條有色線條組成的一個(ge) 形狀，邊緣的顏色對比、亮度對比，讓我們(men) 感知到了這個(ge) 輪廓，看到了方框。但輪廓錯覺並不需要亮度對比、顏色對比，就可以看到輪廓線，這也就是輪廓錯覺。

　　從(cong) 心理學的角度來看，之所以會(hui) 有看到不存在的倒三角，是因為(wei) 在這個(ge) 信息紛雜的世界裏，我們(men) 被各種視覺信息刺激轟炸，大腦會(hui) 自覺組成其中的意義(yi) 。因此如果有不完整的物體(ti) 出現時，我們(men) 就會(hui) 把它視為(wei) 一個(ge) 整體(ti) 。在有缺口的地方，大腦會(hui) 自動把輪廓補齊，以創造出有意義(yi) 的、可以辨識的形狀。簡單來說就是“腦補”。

　　你以為(wei) 的所見即所得，其實是視網膜在接受光信息之後，經過大腦的推理分析，最終在你腦中呈現的圖像。

　　在現實生活中，我們(men) 經常會(hui) 下意識進行腦補。你看書(shu) 哪怕是看到支離破碎的句子，可以腦補完整的內(nei) 容；你看到魔術師劍柄和劍頭在箱子兩(liang) 頭，可以腦補成箱子裏的人被紮穿了……

　　在設計領域， Adobe的logo就是應用了卡尼薩錯覺的著名案例。

　　圖源網絡

　　貓也有卡尼薩錯覺嗎

　　很明顯，人是會(hui) 產(chan) 生卡尼薩錯覺的，那貓也會(hui) 有這個(ge) 錯覺嗎？

　　對於(yu) 這個(ge) 問題，動物行為(wei) 學家Gabriella E. Smith也很好奇，於(yu) 是她在2020年做了一個(ge) 實驗，她找來了500個(ge) 鏟屎官，讓他們(men) 在家裏給自己家主子做實驗：讓貓咪麵對不存在的方框，看它們(men) 會(hui) 不會(hui) 一屁股坐進去。這個(ge) 不存在的方框就是卡尼薩方框。

　　卡尼薩方框 圖源：research gate

　　卡尼薩方框是由卡尼薩三角延伸而來的，也是由吃豆人組成的，隻不過卡尼薩三角是3個(ge) 吃豆人組成，而方框則是4個(ge) 吃豆人。同樣的，這個(ge) 不存在的方框也是腦補出來的。

　　鏟屎官準備好剪刀、尺子、膠帶、打印機，然後在地板上貼出3個(ge) 等大小的圖案：一個(ge) 圖案是上述的卡尼薩方框，另一個(ge) 是反卡尼薩方框，最後一個(ge) 是標準方框作為(wei) 參照物對比。如下圖所示：

　　圖源文獻1

　　所謂反卡尼薩方框就是把吃豆人的方向轉了過來，它並不會(hui) 讓你產(chan) 生一個(ge) 假想的方框。

　　貼出來大概就這效果：

　　圖源：文獻1

　　一切準備就緒後，鏟屎官們(men) 便讓貓咪來到試驗場地，進行選擇。為(wei) 了避免使眼色幹擾到貓咪的自我判斷，鏟屎官們(men) 戴上了墨鏡。整個(ge) 實驗過程被手機拍攝下來，方便科學家統計結果。

　　科學家的預想是：貓會(hui) 選擇卡尼薩方框和標準方框。

　　科學家對500個(ge) 實驗視頻進行分析後，從(cong) 其中篩選出30個(ge) 有效數據（隻有30人完成了實驗）。結果發現，貓咪選擇卡尼薩方框的概率和正方形方框的概率一樣，對於(yu) 另外一個(ge) 不構成形狀的圖案，則少之又少，這和預想的結果一樣。

　　圖源：文獻1

　　圖源：文獻1

　　看來，貓確實喜歡呆在地上的方框，哪怕是“不存在”的方框。

　　錯覺是怎麽(me) 產(chan) 生的

　　可是，為(wei) 什麽(me) 貓會(hui) 有錯覺呢？

　　錯覺是大腦產(chan) 生的反應，所以想要知道為(wei) 什麽(me) ，就得知道貓產(chan) 生錯覺時，大腦到底做了什麽(me) ？

　　不隻是貓，所有動物注視物體(ti) 的機理都是一樣的。首先，光線進入眼睛，之後眼睛把光信號轉化為(wei) 電信號，再傳(chuan) 入大腦，大腦對電信號進行處理，最後變成視覺體(ti) 驗，就是你看到的東(dong) 西。

　　那視覺信號是傳(chuan) 入到大腦的哪個(ge) 部位呢？

　　首先，視覺信號進入外側(ce) 膝狀體(ti) ，在那裏信號被加工，把有用的信息提取出來，之後再傳(chuan) 到初級視覺皮層。

　　信息在初級視覺皮層進一步處理之後，傳(chuan) 入高級視覺皮層，再傳(chuan) 入其他腦區。調控是雙向的，也就意味著其他腦區還能反過來影響初級腦區……這裏介紹略過了不少，感興(xing) 趣的朋友可以去看“視覺皮層”相關(guan) 的內(nei) 容，此處不多贅述。

　　17個(ge) 視覺皮層區 圖源：Wikipedia

　　當貓看到卡尼薩錯覺圖時，在某一個(ge) 視覺皮層區產(chan) 生了反應，隻要知道是哪個(ge) 地方的細胞產(chan) 生了反應，就可以對其進行深入的研究。但要怎麽(me) 知道哪個(ge) 地方的細胞發生了反應？

　　前麵說了，腦內(nei) 的信號是電信號，也就是說隻要探測到哪個(ge) 地方的電信號產(chan) 生了波動，即可判斷那個(ge) 地方對錯覺圖產(chan) 生了反應。

　　電生理實驗 圖源：文獻4

　　所以科學家隻要把電極插入到不同皮層，再讓貓看錯覺圖，就可以知道貓的哪個(ge) 部位產(chan) 生了反應。這類實驗被稱為(wei) 電生理實驗。科學家通過電生理實驗證實，在貓的視覺皮層中確實存在對錯覺輪廓反應的細胞（V1、V2、MT、MST、IT等區域）。

　　一個(ge) 對貓的錯覺電生理學實驗 圖源：文獻3

　　但即便是電生理實驗發現了這些對輪廓錯覺有反應的細胞，也遠遠不能完美地解釋為(wei) 什麽(me) 貓會(hui) 產(chan) 生錯覺。因為(wei) 我們(men) 隻是知道哪裏產(chan) 生了錯覺，但並不知道具體(ti) 如何工作的。另外，產(chan) 生反應的細胞非常多，範圍很大，難道那麽(me) 大一片細胞產(chan) 生了反應，都隻是為(wei) 了產(chan) 生錯覺嗎？

　　畢竟人類對於(yu) 大腦的探索剛起步，很多探索和實驗都隻能解釋部分原因。多數關(guan) 於(yu) 大腦的研究結果都無法用肯定、確切的說法，我們(men) 看到的相關(guan) 論文裏呈現的更多是“可能”，“也許”。目前的研究還缺乏好的理論框架來解釋認知功能，即使數據沒有問題，也很難用體(ti) 係的理論解釋清楚。

　　對於(yu) 我們(men) 而言，給動物做實驗很大程度是為(wei) 了解決(jue) 人類的問題。也許某一天我們(men) 搞清楚了貓為(wei) 什麽(me) 會(hui) 有錯覺，就能知道人類為(wei) 什麽(me) 會(hui) 有錯覺。

　　參考文獻：

　　Smith G E, Chouinard P A, Byosiere S E. If I Fits I Sits: A Citizen Science Investigation into Illusory Contour Susceptibility in Domestic Cats (Felis silvestris catus)[J]. Applied Animal Behaviour Science, 2021: 105338.

　　Hawkins, K.R., 2005. Stress, Enrichment and Welfare of Domestic Cats in Rescue

　　Shelters. Doctoral dissertation. University of Bristol.

　　周逸峰, 賈凡, 陶海洋, 等. 貓視皮層 17, 18 區神經元對錯覺輪廓的反應[J]. 中國科學 (C 輯: 生命科學), 2000, 6.

歡迎掃碼入群！

深圳科普將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的活動和科普好物！