預測處理是認知科學中的一個新興理論，它可能是大腦如何感知世界的答案。預測理論徹底顛覆了以往的認知、感知和行動理論，而且可能是正確的。大腦被限制在頭骨內，但它如何感知世界上存在的事物，這是一個嚴重的問題。大腦必須利用自身的所有神經元、突觸和神經傳導物質等的狀態，來推斷造成當前感官數據流的世界事物。這對大腦來說已經是一個需要克服的巨大難題。然而，問題還不止於此，來自我們感官的數據還不足以確定其成因。
世界上相同的事物可以導致許多不同的感官數據流，反之亦然。到達我們感覺受體的電訊號是模糊的，因為因果之間沒有直接關系。此外，世界是復雜的，原因之間相互巢狀，並以意想不到的方式演變。在沒有感官特性的頭骨內，大腦如何感知世界並對環境做出反應？解決的辦法是徹底顛覆哲學家和科學家對感知的看法。關於感知的傳統觀點認為，物體存在於世界中，而我們的感官就像一扇透明的窗戶，我們透過它來感知物體。我們的感官感受器探測到光波、聲波、分子等，然後將電訊號發送到大腦進行處理。然後，大腦填充物體的細節，直到我們感知到它。這就是所謂的 "自下而上 "的感知觀點。
根據新興的預測處理理論，我們對世界的感知是由大腦對世界中物體的預測決定的，而不是傳統的世界觀塑造我們的感知。這就是所謂的 "自上而下 "感知方向。這種利用自上而下的連線來生成虛擬版感官數據的策略是預測處理感知方法的核心所在。大腦不斷根據先前的經驗對世界進行預測，這些預測會自上而下地發送到大腦皮層。大腦皮層的底部是感官數據流，這些數據以預測錯誤的形式自下而上地流入大腦。預測誤差是預測未能考慮到的刺激殘留位元。預測處理方法只需要傳輸預測錯誤，因為它們包含有用或有新聞價值的資訊。大腦可以從錯誤中吸取教訓，並根據預測錯誤調整未來的預測。
與自下而上的觀點相比，這種方法能帶來高效的系統，並節省神經頻寬。必須認識到，感知是一種受控的幻覺，而預測在其中發揮著重要作用。大腦的預測決定了我們對世界所有感官的感知，包括情緒、自我意識，甚至我們對自己還活著的默會。這是由於大腦的生物結構決定的，它自上而下的連線多於自下而上的連線。這就解釋了為什麽人們常把感知描述為 "受控幻覺"。說它是 "幻覺 "是因為大腦創造了它，說它是受控的是因為當大腦犯錯時，世界會糾正錯誤。你甚至可以說，我們無時無刻不在產生幻覺。只是當我們對自己的幻覺達成一致時，這就是我們所說的現實。為了說明這一點，我們可以看看三種視覺幻覺，在這些幻覺中，我們的視覺系統受到了欺騙，從而使感知的預測性更加明顯。
請看這一經典的棋盤陰影幻覺。很明顯，標有 "A "和 "B "的方格顏色不同，"A "比 "B "深。但事實並非如此。事實上，兩個方格的顏色是一樣的。這裏發生的情況是，大腦對陰影中的物體有很多經驗，它傾向於讓陰影中的物體看起來更暗。盡管 "A "和 "B "的顏色相同，並且向我們的感官受體發出的光波長也相同，但我們並沒有把它們看成是同一種顏色。大腦會利用之前對陰影中物體的經驗來預測 "B "一定比 "A "淺，這就是我們的感知。
請註意，即使閱讀了上面的解釋，情況也是如此。陰影中的物體看起來更暗 "這一事實在大腦的經驗中如此根深蒂固，以至於壓倒了任何有意識地去感知場景真實情況的嘗試。光是這種錯覺就足以讓我們相信，我們所感知的東西並不是由感官數據流決定的。如果是這樣的話，我們就應該把兩個正方形看成是同樣的顏色。畢竟，它們都發出了相同波長的光。但事實並非如此，這裏顯然存在一些自上而下的影響，這意味著我們認為 "A "比 "B "更暗。
大腦並不關心方塊到底是什麽顏色，而是根據以往的經驗預測它們會是什麽顏色。但這並不是視覺系統的失敗，有用的視覺系統並不是攝影師使用的測光表。感知的功能，至少在第一近似值上，是找出感覺訊號的最可能原因，而不是提供對感覺訊號本身的認識，無論這意味著什麽。然而，在某些情況下，新資訊會導致我們的感知體驗出現差異。
就拿我們熟知的鴨兔錯覺來說吧。這個圖形看起來要麽是一只兔子，要麽是一只鴨子，也稱為 "雙穩態 "圖形，但我們感知到的是哪一個是由大腦的預測決定的，也稱為 "認知滲透"。這種錯覺之所以有效，是因為圖形模棱兩可，既可能是兔子，也可能是鴨子。要同時把它看成兩只兔子和鴨子是非常困難的。但這一額外的資訊，即大腦對圖形是兔子的預測，足以讓我們感知到兔子。直到大腦做出不同的預測，認為這個圖形是一只鴨子，我們才會把它看成一只鴨子。
請註意，上面有兩個圖形。試著把一個看成兔子，一個看成鴨子。這相當棘手，通常需要高度集中註意力。但是，現在利用這些額外的資訊：兔子在左邊，鴨子在右邊，它們都在看著對方。現在，大腦有了更多的資訊作為預測的依據，希望（稍加努力）可以同時看到兔子和鴨子。同樣，圖形並沒有改變。相反，同樣的數位被放在了一個新的環境中，這改變了我們對它們的感知。
有人釋出了一張條紋連衣裙的圖片，根據你詢問的物件，你會被告知這條連衣裙是 "白色和金色 "或 "藍色和黑色"，兩種完全不同的顏色組合。是什麽原因導致人們給出如此不同的答案呢？這與大腦的預測有關，照片本身曝光過度，缺乏重要的背景，無法讓大腦解決場景中的模糊之處，因此大腦的預測更依賴於先前的經驗。事實證明，如果你的大腦更習慣於黃色光線，你就更有可能把裙子看成藍色和黑色。相反，如果你更習慣於藍光，你就更有可能把裙子看成白色和金色。我們自身的行為和歷史塑造了機載預測機器，而這一機器反過來又塑造了人類的意識，甚至在我們看來是基本的感官體驗。即使是我們花更多時間在室內還是室外這一簡單的事實，也會影響我們視覺系統的校準方式，這顯然會影響我們感知世界的方式。條紋連衣裙中不尋常的情節清楚地說明了這一點，在正常的情況下，也有無數種方式可以證明這一點，只是我們沒有註意到而已。
哲學家維特根史坦的一次提問：為什麽人們認為太陽繞著地球轉，而不是地球繞著地軸轉是自然的？與他對話的哲學家安斯科姆回答說：我想是因為太陽看起來好像是繞著地球轉的。維特根史坦回答道：那麽，如果它看起來像地球在自轉呢？問題的關鍵在於它看起來完全一樣。事實證明，大腦可能也是如此。看起來，感知的確是一個自下而上的特征檢測過程，就像哲學家和科學家們千百年來所假設的那樣。但預測處理所提供的觀點恰恰相反。感知是一個自上而下的預測過程，我們的意識體驗是一種受控的幻覺。
感知的預測性質導致了我們看到的一些視覺幻覺，虛幻的感知代表了擁有相對低階的自動機制，來有效處理嘈雜或模棱兩可的感官輸入型別的代價。我們對幻覺的視覺體驗，是大腦對感官數據流原因的最佳預測，就像其他感知一樣。只是在幻覺的情況下，一些奇怪和不尋常的條件往往會使它們成為可能，從而揭示出感知通常是如何工作的。這些僅僅觸及了預測處理的表面，關於大腦還有很多東西需要學習。
