眼睛是心靈的窗口，自古以來，視覺感知吸引著人類強烈的好奇心和經久不衰的研究熱情。睜開眼睛看世界，這個看似毫不費力的動作實際上蘊含了極其復雜的神經網絡和海量的神經運算。視覺錯覺，是一種真實的感知覺，它反映的是人視網膜物理（光）輸入和大腦視皮層感知之間的不一致，是人類大腦通過復雜的腦區之間的相互作用和神經計算而產生的與視網膜物理輸入不匹配的視覺感知現象。人類在自然生活中，由于視覺刺激和場景的不同，再加上觀察者生理上和心理上的差異，可以自覺和不自覺地感知到各種各樣的視覺錯覺，如運動視覺錯覺，形狀視覺錯覺，顏色視覺錯覺，大小和位置視覺錯覺等等。由于視覺錯覺令人著迷的特殊性和豐富性，它激發了人類無窮的想象空間。研究真實和錯覺之間的關系以及錯覺在大腦中是如何產生的腦機制，為人類深入解讀大腦奧秘提供了一個重要窗口。
Pinna旋轉運動視覺錯覺是由意大利視覺科學藝術家Baingio Pinna設計和發現的一種視覺錯覺，也是聞名于世的一種涉及旋轉運動的錯覺。如圖1所示，當人注視圖片中心黑點，頭部靠近（或遠離）屏幕時，會很明顯地感受到兩個圓環在分別以逆時針和順時針方向旋轉，但事實上圓環并沒有任何物理移動。中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所王偉研究組、王征研究組和顧勇研究組緊密合作，結合心理物理和功能磁共振成像手段，對比真實旋轉運動，探索人類大腦中那些相關視皮層區域可以編碼和表征Pinna 旋轉運動錯覺。他們發現無論是真實旋轉運動還是擴張中無實際運動的Pinna圖形刺激，都激活了人類大腦V1、V2、V3、V4、MT和MST等腦區（圖2 A-C）。然而，在去除了視網膜拓撲激活的共同成分后，通過對大腦中由真實旋轉和Pinna圖像刺激激活的腦功能圖譜的統計分析，在健康人群中首次發現，與真實旋轉運動一樣，Pinna錯覺的皮層編碼區域主要集中在內側顳葉中顳上區（MST區）（圖2 D-F）。二者在反應幅度上沒有顯著差異。該工作于3月4日在線發表在Human Brain Mapping 期刊上。
該工作是上海生科院神經所腦影像中心成立以來，首次發表利用功能磁共振成像研究人類腦功能的探索性研究工作。三個實驗室將發揮團隊協作優勢，繼續展開更深入的腦功能成像研究，以及在非人靈長類動物上開展神經電生理記錄，從多個角度系統性地研究視覺錯覺形成的神經機制。此項目得到國家自然科學基金、青年千人、中科院百人計劃以及神經科學國家重點實驗室的支持。
圖1：著名的Pinna 旋轉運動錯覺。該圖由王偉課題組博士生羅俊翔設計。
圖2：功能磁共振成像(fMRI)結果. A-C，來自一個被試左半球各個不同視皮層對Pinna同心環擴張運動、同心環真實旋轉并擴張運動，和同心環純粹擴張運動三種刺激的fMRI激活反應圖。D-F，不同刺激激活相減后各個視覺腦區的fMRI反應結果圖。