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1700679290 大脑使用指南:其实你活在大脑创造的虚拟世界里 [:1700678599]
1700679291 大脑使用指南:其实你活在大脑创造的虚拟世界里 视觉:眼见不一定为实
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1700679293 大脑是如何“看”到的?
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1700679297 牛顿发现白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的颜色光线组成。即我们对“白色”光的感知是由整个可见光的光谱所形成的。当白色的自然光照到物体上,物体会反射某种颜色的光线,这种光线进入人的眼睛,落到视网膜上。通过视网膜上的视锥细胞和视杆细胞,物理光线被转化为神经信号。视锥细胞负责“调查”光线的波长(对应光的颜色),视杆细胞则对明暗变化和运动较为敏感。而这,只是视觉的开始而已。
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1700679299 你可以把这整个流程当成一个快递公司的送货系统。光线所含有的信息是一个个包裹,从外界的不同位置,送入眼球。视网膜上收集到了视觉信号,视锥细胞的工作就是分收快递,然后按类别(即不同波长)打包,接着包裹被送入视神经。在此之后,有一小部分包裹,会被送到中脑的上丘(superior colliculus)去,这条路线被认为和眼球运动有很大关系,也和一些反射行为有关,如当有强光,人会下意识做出举起手或转头来保护眼睛的动作。而剩下90%的包裹会沿着固定的路线,经过交叉路口似的视交叉,将信号发到大脑里一个叫外侧膝状体(lateral geniculate nucleus)的区域。这个区域相当于一个中转站,然后经过这里,送往配送中心,即大脑视觉皮层(visual cortex)。这个超大的配送中心里分很多很多层,每层又负责不同的任务。视觉皮层位于头的后脑勺,还记得《还珠格格Ⅱ》里紫薇后脑勺碰了石头,然后盲了一段时间吗?所以在保护眼睛的同时,也要注意保护后脑勺哟。
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1700679304 眼睛只是视觉神经系统的一小部分,而负责处理视觉信号的,是位于后脑勺的视觉皮层
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1700679306 包裹们会首先进入初级视觉皮层,先拆开包裹,然后看每个物体是原本来自哪里的,然后分门别类地送往下一层。在下一层又会分析,每个包裹是什么颜色的,然后再下一层又看,这一堆包裹是个什么形状,那一堆是什么花纹;一层层下去,完成最基本的视觉信息的识别,在你的大脑中画出了看到的图像,然后还需要根据图像中物体和背景的关系,来进一步分析,哪里有阴影、物体之间的位置关系等等。最后把分门别类好的视觉信号发送到大脑的不同区域,去做更复杂的任务,譬如说,阅读、识别人脸、看电视等等。
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1700679308 这里我只是非常笼统肤浅地描述了视觉信号是如何被看到的。研究这个的学科叫“视觉神经科学(Visual Neuroscience)”。虽然哲学和神经科学常常有很多联系,但“视觉神经的工作原理是怎样的?”是可以单纯当成生物学问题看待的。“大脑里的神经活动是怎样引起了视觉认知,以及视觉认知相关的行为的”即视觉神经科学目标研究的主要问题。
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1700679310 为什么《还珠格格Ⅱ》里的紫薇撞上石块后失明了?
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1700679314 在《还珠格格Ⅱ》第34集里,紫薇后脑勺撞上了石块,结果失明了。1999年,才小学二年级的我,实在是太困惑了:那石头隔空打物,从后脑勺把前面的眼睛给弄坏了吗?
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1700679316 其实,眼睛是正常健康的,但视神经或是大脑的视觉皮层出现了损伤,也是会导致失明的。
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1700679318 在《还珠格格Ⅱ》里,慌乱之中,紫薇的后脑勺撞上了石块,结果醒来时已经看不见了。这可能是因为当时损伤了位于后脑勺的视觉皮层。因为之后她又恢复了视觉,我推测当时她可能只是暂时性地失去了视野(visual field)。什么是视野?当保持眼球不动,面向正前方注视正中央一个点时,你所看到的空间范围,就是视野。在学术上,紫薇的这种情况叫视野缺损(visual field loss)。
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1700679320 有趣的是,大脑被损伤的位置不同,所导致的视野缺失也不一样。下图中,红色区域为大脑损伤的部分(左侧大脑后脑勺处)以及相对应的视觉损失的视野区域。7
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1700679325 不同位置的视觉皮层损伤导致不同的视觉损伤。左列是左侧大脑,大脑上红色区域标示的是被损伤的区域。在此,为方便解释,所有的损伤都在左侧大脑。最上方表示正常情况下的左右两眼的视野。偏盲(hemianopia):左侧视觉皮层受到损伤会导致“看不到”右侧视野。值得注意的是,无论眼球如何转动都无法看到右侧视野。象限盲(quadrantanopia),意思是视觉中看不见视野中的某一个象限……(说实话我更喜欢日本的翻译,叫“四分盲”,即四分之一盲)。还有最下方的视觉暗点(scotoma)
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1700679327 简单地来说,“左脑负责看右边,右脑负责看左边”。上图中的损伤都出现在左侧大脑,所以视野损伤都出现在右侧。在现实生活中,当出现偏盲的现象时,患者会将其形容为——“我的右眼看不见了”。实际上是整个右边视野看不见了,但因为缺乏神经科学的知识,以为视觉仅是由眼球决定的,误以为是右眼出了问题。
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1700679329 为什么要长两只眼睛?
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1700679333 之前我看到了同一个话题的一篇果壳文章,开头很妙(但可惜我找不到实际的出处)。话题来自武则天,有天她问大臣们,为什么人要长两只眼睛?大臣们张口结舌,都答不上来,武则天则告诉大家,是为了当一只眼睛累了的时候,能睁一只眼,闭一只眼。这句话,本是武则天敲打大臣,要他们不要多管闲事,后来常被解读为“为人需大度,莫要斤斤计较”。
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1700679335 唉,忧国忧民的我真是为这帮大臣的生物学知识捉急(着急)哪……
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1700679337 这个问题很简单嘛,这个话题在学术上被称为双眼视觉(binocular vision)。
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1700679339 有两只眼睛,一方面是可以有更宽阔的视野,即使周边的信息不清晰,也能够有一些警醒作用。这对于常常被捕猎者设为目标的动物们异常重要,视野越宽广,越容易发现靠近的捕猎者。
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