薛定谔错了？新研究颠覆了100多年来对颜色感知的理解

薛定谔错了？新研究颠覆了100多年来对颜色感知的理解美国洛斯·阿拉莫斯国家试验室的一项新研究纠正了诺贝尔物理学奖获得者埃尔温·薛定谔和其他人开发的三维数学空间中的一个重大错误，以描述你的眼睛如何区分一种颜色。这个错误的模型已经被科学家和工业界使用了100多年。这项研究有可能促进科学数据的可视化，改善电视，并重新校准纺织和油漆行业。具有数学背景的计算机科学家RoxanaBujack说：“假设的颜色空间形状需要一个范式的转变。”他在洛斯·阿拉莫斯国家试验室创建了科学可视化。Bujack是洛斯·阿拉莫斯团队关于颜色感知数学的论文的主要作者。该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。“我们的研究表明，目前关于眼睛如何感知颜色差异的数学模型是不正确的。该模型由波恩哈德·黎曼提出，并由赫尔曼·冯·亥姆霍兹和埃尔温·薛定谔开发--他们都是数学和物理学界的巨头--而证明他们中的一个是错误的，几乎是科学家的梦想。”对人类色彩感知进行建模能够实现图像处理、计算机图形和可视化任务的自动化。洛斯·阿拉莫斯国家试验室的一个团队纠正了包括诺贝尔奖获得者物理学家埃尔温·薛定谔在内的科学家所使用的数学，以描述你的眼睛如何区分一种颜色和另一种。“我们最初的想法是开发算法，自动改善数据可视化的颜色图，使其更容易理解和解释，”Bujack说。因此，当研究小组发现他们是第一个发现长期以来对黎曼几何学的应用，即允许将直线泛化到弯曲的表面，并没有发挥作用时，他们感到很惊讶。科学家们需要一个精确的感知色彩空间的数学模型来创建工业标准。最初的尝试使用了欧几里得空间--许多高中教授的熟悉的几何学。后来，更先进的模型使用了黎曼几何学。这些模型在三维空间中绘制红色、绿色和蓝色。这些是我们视网膜上的感光锥登记的最强烈的颜色，而且--毫不奇怪--这些颜色混合在一起，形成了你的RGB电脑屏幕上的所有图像。在这项结合了心理学、生物学和数学的研究中，Bujack和她的同事们发现，使用黎曼几何学会高估对大色差的感知。这是因为人类认为大的颜色差异小于你将位于两个相距甚远的色调之间的小的颜色差异相加得到的总和。黎曼几何学不能解释这种效应。“我们没有预料到这一点，而且我们还不知道这个新颜色空间的确切几何形状，”Bujack说。“我们也许可以正常地考虑它，但要有一个额外的阻尼或权重函数，把长距离拉进来，使它们变短。但我们还不能证明这一点。”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1304005.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1304005.htm

研究：红橙黑易招蚊叮咬 绿蓝紫助驱蚊

研究：红橙黑易招蚊叮咬绿蓝紫助驱蚊（早报讯）美国一项研究显示，蚊子偏爱红色、橙色、黑色等特定颜色，却易忽略绿色、蓝色、紫色等颜色。研究人员认为，这有助解释蚊子是如何找到叮咬对象的。了解哪些颜色能吸引蚊子，哪些颜色不能，有助人们设计出更好的驱蚊剂、诱捕器等防蚊工具。人们避免穿上吸引蚊子的颜色的衣服，可能是防止蚊子叮咬的另一种方法。新华社报道，美国华盛顿大学等机构的研究人员追踪了雌性埃及伊蚊在不同类型的视觉和气味提示下的行为。研究人员向有蚊子的实验箱内喷入特定的气味，并向蚊子呈现彩色圆点或人手。结果显示，在没有任何气味刺激的情况下，蚊子基本忽略了彩色圆点，不论呈现的是什么颜色。但是，将二氧化碳喷入箱内后，蚊子会继续忽略绿色、蓝色或紫色圆点，但会飞向红色、橙色或黑色圆点。与人类不同，蚊子可以闻到二氧化碳的气味。当研究人员仅伸手在蚊子面前时，蚊子只有在箱内喷洒了二氧化碳后，才会向人手飞去。但如果研究人员戴上绿色手套，那么蚊子即使闻到二氧化碳，也不会飞向戴绿色手套的人手。研究人员认为，蚊子利用气味来帮助它们辨别附近的物体。当它们闻到特定气味时，比如人类呼出的二氧化碳，这种气味会刺激蚊子眼睛扫描特定颜色，并朝其靠近。这项研究揭示了蚊子的嗅觉如何影响蚊子对视觉线索的反应。发布：2022年2月6日5:31PM

失去嗅觉 - 未来记忆和思维问题的潜在预警

失去嗅觉-未来记忆和思维问题的潜在预警该研究的作者、芝加哥大学医学博士马修-S-古德史密斯（MatthewS.GoodSmith）说："测试一个人检测气味的能力可能是预测未来认知问题的有效方法。虽然还需要更多的研究来证实这些发现，并确定哪种程度的嗅觉丧失可以预测未来的风险，但这些结果可能是有希望的，尤其是在旨在识别痴呆症早期高危人群的研究中。"这项研究涉及一项居家调查，包括对超过865人的嗅觉进行测试--既测试他们察觉气味的能力，也测试他们辨别闻到的是什么气味的能力。测试每隔五年进行一次。此外，还对人们的思维和记忆能力进行了两次测试，每次间隔五年。DNA样本为研究人员提供了与阿尔茨海默氏症风险增加相关的基因携带者的信息。在检测人们是否能闻到气味的测试中，根据他们能闻到多少种不同浓度的气味，得分从零到六分不等。在一个时间点上，携带这种基因变异的人比没有这种基因的人在气味检测方面的能力要低37%。研究人员考虑了可能影响结果的其他因素，如年龄、性别和教育水平。基因携带者在65至69岁时开始出现嗅觉减退。在这个年龄段，基因携带者平均能闻到约3.2种气味，而未携带该基因的人则能闻到约3.9种气味。携带变异基因的人在75至79岁之前，辨别气味的能力并没有出现差异。一旦他们开始丧失辨别气味的能力，基因携带者的能力下降速度比未携带该基因的人更快。在研究开始时，两组人的思维和记忆能力相似。但正如预期的那样，随着时间的推移，那些携带基因变异的人的思维能力比没有携带该基因的人下降得更快。GoodSmith说："确定这些关系的内在机制将有助于我们理解嗅觉在神经变性中的作用。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374925.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374925.htm

新研究颠覆百年来对色彩感知的理解

新研究颠覆百年来对色彩感知的理解100多年来，科学界一直坚持由伯恩哈德·黎曼提出并由赫尔曼·冯·亥姆霍兹和欧文·薛定谔进一步发展的一个范式：即感知色彩空间不是欧几里得空间，而是一个三维黎曼空间。科学家和工业界一直用它来描述眼睛感知颜色之间的差异。然而，发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究纠正了该数学模型的一个重要错误，或将对目前用于颜料、纺织品制造、色彩测绘、电视和图像分析的颜色测量产生影响。“我们最初的想法是开发算法来改进用于数据可视化的色彩图，使其更容易理解和解释。”美国洛斯阿拉莫斯国家实验室计算机科学家罗克珊娜·布哈克说，“我们的研究表明，目前眼睛感知颜色差异的数学模型是不正确的。”通过对人类颜色感知进行建模，可实现图像处理、计算机图形和可视化活动的自动化。为了制定行业标准，需要建立所见颜色空间的详细数学模型。研究人员在最初的尝试中使用了许多高中课程教授的欧几里得空间，而在更复杂的模型中运用了黎曼几何。模型在三维空间中打印红色、绿色和蓝色。在计算机屏幕上混合生成所有图像的颜色是那些被视网膜中的光探测锥检测到的最强颜色。在这项融合了心理学、生物学和数学的研究中，研究人员发现，使用黎曼几何高估了人们对显著颜色差异的感知，因为使用它会导致相距很远的颜色之间的距离不能正确相加。这是因为人们感觉到的颜色上的显著差异小于将两个相距很远的颜色之间的微小色差相加得到的总和。研究人员认为，上述效应被称为“收益递减”效应。他们表明，收益递减原理适用于人类的颜色感知。而黎曼几何无法解释这种效应，因此不能用黎曼几何来描述感知色彩空间。色彩空间的假设模型需要范式转变。黎曼几何描述了一个弯曲的球面空间，在这个空间中，任何两条直线都会相交。“我们没有预料到这一点，我们还不知道这个新颜色空间的确切几何形状。”布哈克说。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1305055.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1305055.htm

研究发现狗鼻子“生来平等” 不同品种嗅觉无显著差异

研究发现狗鼻子“生来平等”不同品种嗅觉无显著差异尽管如此，有人提醒说，希望看到更多狗的数据和更广泛的基因分析，以确信所有品种的鼻子都相似。这项尚未经同行评审的研究，挑战了长期以来被吹捧的观点，即一些工作犬种，如德国牧羊犬、猎犬和拉布拉多寻回犬，与其他狗相比，具有特别发达的气味探测能力。相反，研究人员认为，这些狗在气味探测方面的成功可能源于几代人对该品种的训练。该研究的主要作者、美国加州大学洛杉矶分校的功能形态学家DeborahBird说：“狗是哺乳动物中嗅觉最灵敏的物种，特别是某些品种的狗，嗅觉更强。”由于很难测试一些狗是否具有高超的嗅觉技能，还是只是善于听从指示。因此，Bird和同事选择通过检查家犬、狼和土狼的头骨及遗传物质来检验它们的气味探测能力。他们使用CT扫描创建了来自45种不同犬种的104个头骨的3D模型，再使用这些模型来测量头骨中被称为筛板的骨结构的面积。筛板上有嗅觉神经，嗅觉神经将气味信息传递到大脑。相对于哺乳动物的体型，筛板更大意味着嗅觉更好。研究人员还研究了能够表明哺乳动物嗅觉好坏的遗传参数。首先，他们深入研究了公开的狗基因组记录，并在111个家养品种以及27只狼和4只土狼的基因组中进行了调查，以找出每种动物有多少个嗅觉检测基因。接下来，他们观察了另外24个家养品种的口腔组织样本，以发现哪些基因编码了在嗅觉中起作用的蛋白质。根据这些测量结果，研究人员得出结论，家犬的鼻子可能不如狼和土狼灵敏。家犬包括在现代狗繁殖之前就存在的古老品种，如澳洲野狗和巴森基犬，以及我们熟悉的品种，如西班牙猎犬和柯基犬。研究人员没有发现遗传或骨骼证据表明某些家犬品种的鼻子比其他品种的好。相反，他们认为，一些狗的行为特征，如取悦他人或高耐力，使它们看起来比其他狗的鼻子更有辨识力。不过，这项研究没有在野外对狗进行测试。在野外，一些品种可能会因为耐力、可训练性或取悦人类的能力而在搜救行动或缉毒行动中表现出色。“我们认为，有些狗的嗅觉比其他狗更好，可能并不一定是因为它们的鼻子特别好，而是它们有兴趣用鼻子帮助我们完成我们想让它们做的事情。”美国布罗德研究所的计算生物学家ElinorKarlsson说。相关论文信息：https://doi.org/10.1101/2024.04.15.589487...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428930.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428930.htm

你的嗅觉可能比你想象的更灵敏

你的嗅觉可能比你想象的更灵敏为了进一步弄清气味与我们如何处理不同的感官印象之间的关系，研究人员在斯德哥尔摩大学脑成像中心（SUBIC）进行了三项实验，其中两项是行为实验，一项是使用脑成像方法进行的fMRI实验。"主要发现是嗅觉比视觉更依赖于预测。"这项研究的主要作者、心理学系博士生斯蒂芬-皮尔扎伊洛（StephenPierzchajlo）说："这很有趣，因为很多人认为嗅觉是原始的、被动的，而我们的研究表明，嗅觉实际上是相当复杂和主动的。"这项研究表明，在对不同的感官印象进行分类时，我们的不同感官能够使用正确的线索是多么重要。"我们都有过这样的经历，当一种意想不到的气味出现时，我们会做出反应，例如，当我们进入别人的公寓并遇到一种新的气味时。我们的研究表明，嗅觉受其他感官线索的影响很大，而视觉和听觉受到的影响要小得多，"该研究的共同作者、心理学系教授约纳斯-奥洛夫松（JonasOlofsson）说。研究人员的研究还表明，当大脑试图识别它没有预料到的气味时，尽管任务中没有视觉线索，但嗅觉和视觉大脑都会被激活。"因此，嗅觉大脑以一种完全独特的方式来处理气味，而这与气味是否在意料之中有关。嗅觉会在我们没有预料到的气味时发出警告，并调动视觉大脑，也许是为了能够看到是什么气味。"乔纳斯-奥洛夫松说："这是一种聪明的功能，因为如果没有线索，我们人类是很难识别气味的。"在实验中，参与者先听口语单词提示，如"柠檬"，然后接收一张图片或气味，参与者迅速判断图片或气味是否与提示相符，如与柠檬图片或气味相符，或不相符，如与玫瑰图片或气味不相符。"我们注意到，总体而言，预期图片和气味能让人更快做出决定，这与预测编码理论非常吻合。我们利用反应速度的差异来比较各种感官--对意外刺激的延迟越大，意味着这种感官越依赖于预测，"斯蒂芬-皮尔扎伊洛说。这项研究是他博士研究的第一个总结部分。"人类的嗅觉不是被动的，而是主动的。它使用一种独特的大脑策略来处理意想不到的气味，以便了解这些气味是什么。"编译自/scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427688.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427688.htm