通过速示仪进行的视知觉刺激的三个实验表明，视觉系统对球形拓扑特性是敏感的，其结果指出：抽提球形拓扑特性是视觉器官的一个基本功能。
视觉系统初始而一般的功能可能是对球形拓扑特性的知觉，让我们考虑图形与背景的相互关系，在单一的视觉条件下，当视觉的刺激存在时，图形和背景获得了“某种不同的测量”虽然刺激的详细结构仍然是模糊的和不确定的。因此，精确的形状不能被感知意味着这类视知觉与形状的细节无关。换句话说，刺激图形被分解成不同的球形与整体（图形与背景），仅仅取决于球的特性。它可以用数学方法描述为拓扑性质，例如连通性。当我们谈及图中的对象时，通常是指连通的图形。
如果拓扑特性在视知觉中起作用的话，我们就可以预计某些实验现象，这些现象不必与人们日常的视知觉经验相一致，但必须与拓扑性质相一致。在下面的实验中，由速示仪控制视觉信息处理过程的持续时间，拓扑结构将显示出来。
根据我们的直觉经验，圆、三角形和正方形是有很大区别的图形，然而根据拓扑学的观点，它们是等价的。但圆和环在拓扑学的意义上是不同的，因此，我们可以预言，即使区分圆与三角形或正方形不可能时，区分圆与环仍是可能的。为了检验这一预言，六名普通受试者看了图1所示的刺激图形，受试者注视着空白屏幕上的固定点，按下按钮使上述三种刺激之一显示5毫秒，然后立即转换成空白屏幕。三种刺激出现的顺序与圆在左边或者右边都是随机的，对每一次显示，受试者被要求回答二个图形是相同的还是不相同的，空白屏幕的亮度是固定的，而图形显示的亮度被调整到受试者回答“不相同”的概率为50%（事实上显示总是不相同的）。
视觉系统对具有洞的连通图形（环）和非空的连通图形（圆）之间的拓扑学特征很敏感。在平均的意义上，包含一个圆和一个环的刺激被回答为“不同”者为显示次数的64.5%；包含一个圆和一个正方形的刺激被回答为“不同”者占显示次数的43.5%；而包含一个圆和一个三角形的刺激被回答为“不同”者则占显示次数的38.5%，其中包含一个环的刺激所获得的准确性远高于包含正方形或三角形的情形[分别为t(5)=8.78和 t(5)=6.12，P＜0.01]，对于在拓扑意义上等价的图形（三角形和正方形）差别并不大[t(5)=1.37，P＞0.20]。
齐曼（Zeeman）曾预言白内障患者在刚刚受试之后，虽不能区分三角形和圆，但应当能够检测出异体同形不变性（即同调不变性），例如环（面包圈）与圆（圆面包）的区别，因为这样的病人是很少见的，这种实验仍旧没有尝试。现在有了速示仪显示方法，齐曼关于视知觉的拓扑结构的假设已获得支持。
某些图形的优势性效果已有报道，可能是由于拓扑特性的缘故，如像不连通的或不闭合的图形，事实上，不连通的或不闭合的特性已被用于视知觉刺激显示的重要结构图形。第二个实验比较了视觉系统对线段和由线段组成的连通且闭合的图形的一部分的感知觉（图2），为了避免受试者集中注视测试图线在屏幕上出现的位置倾向，测试图形（线段）在屏幕上是或左或右地出现的，图形相互关系设计成对称的，以使它们自身不提供靶线段在哪一边的任何线索，但是，与每一靶线段连接而形成连通闭合的图形。
与第一次实验相类似，四个受试者被要求回答每次显示中靶线段在哪一边，显示时间为50毫秒，亮度调整到受试者回答正确的平均值为70%以上，刺激出现的顺序是随机的。
平均而言，当连通的闭合图形成对显示时，被试正确回答的概率在86%以上，当单独显示时，仅为55%[t(3)=6.85，P＜0.1] ，该结果清楚地表明，连通而闭合的图形结构使成对显示的靶线更容易检测。
在拓扑意义上另一个重要区别被检测，即平面上一个闭合的曲线是否包含一条线段，如果关于视知觉的拓扑结构形式的想法是正确的话，拓扑特性的类型也能使靶线的识别更加容易。
在第三个实验中，使用了两对刺激（图3），A组中包含的两个靶线段的位置与倾斜度都不同。在每次刺激中B组包含相同的靶线段和附加的圆，其中—个靶线段在圆内，另一个在圆外。因为附加的圆固定在同一位置，因此它们不具有被显示的两个靶线段的任何线索。
除了连续显示的每一次刺激在同一实验中出现的顺序是随机的以外，其他均与实验一，二相同，九个受试者被简单要求指明哪个靶线是第一个出现，哪个是第二个出现。A组的准确性是59.2%，B组是79.1%[t(7)=7.17，P＜0.001]。
以上三个实验的结果用传统的特征检测器模型或特殊频率滤波模型很难解释，但是，若用早期的球形拓扑特性检测来解释则是很直观的、自然的和连贯一致的。球形拓扑特性是由在拓扑变换下的不变性来定义的。这些实验事实与吉伯森（Gibson）的不变性检测理论是相关的。
根据计算机的通用理论的前景，拓扑不变性的木质造成了它们的计算困难。
我们如何处理这些实验结果同视知觉的计算机计算之间的矛盾呢？这些结果与吉伯森的见解是一致的，即“视知觉系统从下面的简单组合中简单地提取了‘不变性’，或是与不变性结构共振，或与它合拍”，虽然我们现在还不知道对拓扑不变性的共振是如何产生的，这个问题是视知觉争论的核心问题。
[Science，1982年11月218卷]