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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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为什么要长两只眼睛?
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难易程度
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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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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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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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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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另一方面就是能够对“视觉深度”的感知更加精准,换句话说就是知道一个物体离我们眼睛的距离有多远。当我们看着一个物体时,因为两眼之间有一定距离,所以两眼所接收到的图像会有不同,发送至大脑后,大脑便会分析两幅图像,从而更加精准地判断眼睛与目标物体之间的距离。然而,这个优势只有在双眼距离较小,两眼所接收到的图像有一定的重叠范围时才能发挥作用。当然,要是仅有一只眼睛也是能够估计这个距离的,只是不如有两只眼睛来得轻松精确。这一个视觉优势对于捕猎者异常重要:在追逐猎物时,运动的物体与自身的距离与捕猎成败息息相关。
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要是武后兴趣浓厚一些,就该问,那为什么两只眼睛不放开一点?为什么有些动物的两只眼睛靠得近一些,有些两只眼睛分在头的两侧?
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正如之前所提,双眼的两个优势相互牵制:如果想要更宽阔的视野,双眼就是分得越开越好;如果想要对一个运动的物体进行快速地跟踪,就最好让双眼靠近一些,有更多的重叠范围。所以,作为常被捕猎的“弱势”动物们,如兔子、羊、鹿,两只眼睛位于身体的两侧;而作为捕食者的鹰、狮子、老虎甚至蛇的双眼靠得都很近,且面向前方。最佳的对比例子就是鸽子和老鹰。即使在眼睛不动的状态下,鸽子也能看到300多度的视野,而老鹰只能看到不到120度,但有近90度为两眼视野的重叠区域。(唉,某鸟天生只有逃跑的命啊……)
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冷知识:别看鸽子呆头呆脑的,即使你站在它身后,人家也是看得到你的哟。
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鸽子和老鹰的视野范围。鸽子有将近全景的视野,而老鹰仅有120度视野。图中圆弧显示的是视野,深色区域为双眼视觉(Biocular vision),即双眼视野重叠部分;浅色区域是单眼视觉(Monocular vision),即只有一只眼能看到的范围
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像我们人类这样双眼往前看的动物,(大多数,在正常状态下)两眼运动时是保持一致的。右眼往右看,左眼也按照相同的速度往右转动,使得视野范围向右平移。当然也有动物两只眼睛能够分别自行运动的,譬如说擅长伪装的变色龙,但毕竟人家是靠看环境、脸色吃饭的物种。
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那为什么不能多长几只眼睛,甚至放一个在后脑勺呢?对神经系统来说,眼睛是一个很昂贵的配件,不仅眼珠,连相连的神经纤维都非常精细,也占据相当的空间,更重要的是分析视觉信息需要占据大脑很多的分析资源。生存,就是一路的妥协。
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这一点,你可能从未意识到,但希望读完这一章之后,你能够理解,视觉神经系统是一个多么精致、设计巧妙的系统;在读完这本书之后,希望能让你理解,视觉仅是神经系统的诸多功能中的一个小小方面。人类的进化,一路上充满了我们与自然环境、与其他的物种之间的争夺和妥协。而对神经系统中的各个功能而言,相互之间,也在进行着无声无息的竞争。
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闭上眼,在视野里漂浮的那些奇怪的东西是什么?
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70%的读者看到这句话就应该知道我说的是什么,特别是在看到很亮的单色平面时(如蓝天),很容易看到奇怪的半透明漂浮物,而且这些漂浮物还会缓慢向视野下方或左右两边滑动。还不知道我在说什么?那你就是那剩下的30%,那东西大致长这样:
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当光线充足,仰望蓝天的时候,偶尔在视野中会看到透明、蜘蛛丝一般的玩意儿飘来飘去,即使转动眼珠,它们还是在那儿
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那到底是什么?为了展示,上图将它的颜色加深了许多。如果你看了这张图还是不理解,说明你从未有过这样的体验,建议直接跳过这篇文章。说实话,直到大三,我一直以为是我自己眼睛的问题。大三上主修课视觉神经的时候,老师说大多数人会看到这种漂浮物,叫floater(玻璃体浮游物),中文俗称“飞蚊症”。
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人的眼球中心是由一种无色透明的胶状物体填充的,叫玻璃体,起着撑起眼球并固定视网膜的作用。而这些蜘蛛丝般的浮游物,实际上就是玻璃体里的一些搅在一起的蛋白质所造成的阴影。
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当光线很亮,穿过晶状体时被这些蛋白质挡住,在视网膜上造成了阴影,进而看到了像上图一般,轮廓清晰但中间透明的样子。这些一坨一坨的蛋白质不是什么有害物体,实际上你时时刻刻都看得到它们,不过因为不明显,大脑也习惯了,所以你一般不会意识到它们。实际上眼内的血管也会挡住光线,但因为血管的位置是固定的,大脑习惯后,就会无视血管。另一种情况是,眼内出血会导致红细胞进入玻璃体,也会导致飞蚊症,特别是当玻璃体将这些红细胞推向视网膜时,会呈烟雾状出现。
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