誰能幫我解釋一下馬赫帶是怎麼產生的?

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馬赫帶效應（Mach band effect）指的是一種主觀的邊緣對比效應。當觀察兩塊亮度不同的區域時，邊界處亮度對比加強，使輪廓表現得特別明顯。馬赫帶效應的出現是人類的視覺系統造成的。生理學對馬赫帶效應的解釋是：人類的視覺系統有增強邊緣對比度的機制。

圖1. 馬赫帶效應：我們會覺得邊界處輪廓特別明顯。

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圖3. 心理學的馬赫帶現象及其生理學基礎。左)一個on-中心神經節細胞對不同位置的亮暗邊界刺激的不同反應。右上）左側放電模式在我們看馬赫帶時對應的情況。右下）一個on-中心神經節細胞對亮暗邊界兩側不同位置刺激的反應。

正是由於神經節細胞有這種同心圓頡頏式感受野，使得其對亮暗邊界處於其兩側周邊分界線上時，反應最大或最小。具體幾種情況如圖3所示邊界處於D處感受野位置時的反應最強烈，因為其感受野興奮性中心全部被光照射，而抑制性周邊沒有全部被光照。處於B處位置時的反應最小，因為只有小部分抑制性周邊受到光照，故其反應比黑暗中無刺激時的神經節細胞自發放電水平還要低。細胞整個感受野都在黑暗中時（A），只有神經節細胞本身自發放電水平，但比位於B處位置時的神經節細胞反應略強一些。E處位置的細胞也有顯著的但不是最強的反應，因為其感受野興奮性中心雖然全部被光照射，但其抑制性周邊全部被光照，抑制作用也最強。

總之，亮暗邊界在不同位置時對應的神經節細胞活動強度大小排序為：D&>E&>C&>A&>B。這正好可以解釋心理學上的馬赫帶現象，即人們主觀覺得靠近亮暗邊界的亮側更亮，暗側更暗的錯覺現象(圖1) 。圖3右舉的是我們看黑色條帶和緊鄰的灰色條帶時的情況。中心-周邊頡頏式的視覺感受野使得神經節細胞能夠加強檢測亮暗邊界的能力，它誇大了我們的亮暗對比度感知能力，使我們主觀感覺馬赫帶條帶內亮度是不均勻的。

詳細分析請見我的專欄文章： 馬赫帶和亮度對比錯覺

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作為一個心理學本科在讀的學生，我能給出的回答是普通心理學的概念:馬赫帶指人們在明暗變化的邊界，常常在亮區看到一條更亮的光帶，而在暗區看到一條更暗的線條。

圖一馬赫帶現象

馬赫帶是由於神經網路對視覺信息進行加工的結果。

生理心理學的概念:馬赫帶可以由視覺系統的側抑制作用來解釋。視網膜由許多小的光敏神經細胞組成，激活單獨一個細胞是不可能的，因為某個細胞的激活總會影響鄰近的細胞。刺激某個細胞得到較大反應時，再刺激它鄰近細胞，反應會減弱。也就是說，周圍的細胞抑制了它的反應。

由於視神經節相鄰細胞間存在抑制現象，來自明暗交界處亮區一側的抑制大於來自暗區一側的抑制，因而使暗區的邊界顯得更暗;同樣，來自暗明交界處的暗區一側的抑制小於亮區的一側，因而使亮區的邊界顯得更亮。

視覺系統的側抑制現象的生理基礎是on-型和off-型同心圓拮抗式感受野。這裡可以看@東華君關於馬赫帶神經科學方面的解釋。

附上圖片一張