眼中體什么意思

1.“看”似乎是一個簡單的過程。只要我們睜開眼睛，就能看到周圍的世界。當你睜開眼睛時，你可以看到無盡的人山人海，你可以看到五顏六色的鮮花，你可以看到繁忙的街道。一切都是那么自然，但你想過“看”是如何做到的嗎？我們怎樣才能清楚地看到風景？心理學家和認知神經科學家在這一領域已經工作了無數年，“看見”的科學被他們稱為視覺研究。

2.所有的心理過程都有這種神經科學的表現。當我們眼睛的視網膜接收到光線時，它會將看到的光線轉換為電信號，這些電信號將通過神經元之間的信息傳輸到達大腦皮層。視覺信息經過外側膝狀體（LGN）傳遞后到達大腦皮層。首先接收信息的是初級視覺皮層（V1），它將分析所看到的物體的大小、方向、邊緣和其他信息。之后，視覺信息會逐漸被各個腦區分析。例如，下顳葉皮層（IT）將分析它看到的東西，而中顳葉皮層（MT）將分析它看到的東西的運動和位置信息。最終，我們的大腦會總結我們看到的東西，并解釋我們面前的東西。根據神經科學和人工智能的巨人大衛·馬爾的說法，“視覺是信息處理的過程”。當我們“看見”世界時，是視覺信息在視覺處理腦區中逐漸被分析和解釋的過程。

3.圖一。這張圖片是我們視覺系統的簡化圖。它的結構已經很復雜了。

4.用低視眼研究視網膜是研究視覺過程的“窗口”。視覺始于眼睛底部的視網膜。視網膜上有兩種光感受器:桿狀和錐狀。它們對不同波長的光很敏感，所以我們可以看到豐富多彩的場景。的確如此，但視網膜只是視覺的起點。光線將集中在眼睛底部的視網膜區域。這里，我們有兩種類型的光感受器:桿狀細胞（柱狀細胞）和錐形細胞（錐體細胞）。有趣的是，視桿細胞和視錐細胞實際上分布在視網膜的末端。它們接收到光線后，會將這種能量轉化為電信號，并傳輸到前面的神經節細胞。這是不是有點像葉綠體將光轉化為能量？讓我們反思大衛·馬爾的見解:視覺神經系統的每一層都在進行信息處理。例如，光感受器將光信號轉換為生物電信號。雖然整個視覺系統各層的信號轉換和方法不同，但從抽象的角度來看，它們都在做類似的事情。

5.有一個很好的解釋為什么感受光的神經元排列在視網膜的末端。因為眼睛中的各種半透明結構會導致光在傳輸過程中發生反射、折射和衍射。半透明結構越多，越容易導致圖像模糊。最后幾層的光感受器可以有效地減少各種光學干擾。但當然，排列在光感受器前面的神經節細胞等神經元也會影響對光的接受。

6.視網膜上最清晰的圖像是視網膜中央凹。在這里，只有圓錐體。而且，視錐細胞之前沒有影響成像的神經元。因此，光學干擾被抑制到最小。但是為什么只有視錐細胞而沒有視桿細胞呢？這是關于視網膜的有趣之處:視錐細胞接收到更高的清晰度。雖然每個眼球的視網膜中有超過1億個光感受器，但只有600萬個是視錐細胞，其余的是視桿細胞。視錐細胞對光和顏色敏感。我們看到的世界大部分是由視錐細胞提供的。視錐細胞大多出現在視網膜中央凹。它們基本上對應著參與中繼的神經節細胞，保證了信息傳遞的準確性。然而，視桿細胞通常位于視網膜中央凹之外，其成像不夠清晰。數百個桿狀細胞將對應一個神經節細胞，這可以確保信息強度足夠大（畢竟在模糊的情況下，傳遞的信息也非常模糊，可以通過這樣的“舉手表決”來增強信息強度）。

7.我們能看到顏色的原因是視錐細胞。科學家根據視錐細胞對光的波長敏感將視錐細胞分為三種類型，即S（短波）、M（中波）和L（長波）。下圖顯示了這三種類型的細胞對不同波長光的敏感度。可見光是一個光譜帶，短波更藍，所以S形視錐細胞對藍光更敏感。然而，顏色感知遠比這復雜得多，它還涉及細胞感受野的拮抗理論和視覺皮層的一些工作方法。學無止境，連簡單的視覺都如此復雜。

8.視網膜接收到的信息會通過視神經傳遞到大腦皮層。我們的左右半球實際上處理來自相反一側的信息。這里我得普及一個更正確的說法:在不同半球的初級感覺皮層（視覺、聽覺和觸覺）中，確實更傾向于接收對側信息，但也有同側信息；在高級處理皮層中，信息的兩邊都被處理。用更科學的術語來說，讓我們看看右眼，它可以接收顳信息（在這種情況下，右側靠近太陽穴的信息）和鼻信息（用右眼看鼻子可以看到左側的信息嗎？)。這兩種信息將在視覺交叉點上形成交集。左邊的信息總是傳到右腦，反之亦然。經過傳輸和預處理后，視網膜上的信息最終將到達初級視覺皮層。也就是大腦的最后一個枕葉區域。從這里開始，大腦正式開始處理視網膜接收到的信息。

9.初級視覺皮層（V1）最先接收信息。這里的神經元可以從視網膜提供的信號中恢復顏色信息、方向信息和邊緣信息。根據倫敦大學學院的李兆平教授的說法，初級視覺皮層提供了“看”的特征地圖。然而，初級視覺皮層，顧名思義，仍然非常初級。在此之后，V2皮層將線性和非線性地轉置初級視覺皮層的信息（根據Freeman團隊和Nature 2013年的研究結果），從而恢復更復雜的信息:物質信息。之后，視覺信息兵分兩路。其中，關于運動、位置和方向的信息更多地到達中顳葉皮層（MT）以到達頂葉。這被稱為背側通道（圖中的綠色部分）。視覺信息的內容（例如這是什么車，這是什么樹）將傳輸到v4皮層，并最終到達下顳葉皮層（IT）。叫做腹側通路（圖中紫色部分）。

10.背側通路和腹側通路分裂的假說應該由著名科學家萊斯利·昂格萊德（Leslie Ungerleider）提起。她通過破壞獼猴的部分大腦區域發現這兩種途徑具有不同的功能。腹部受傷后，獼猴無法判斷兩種模式是否一致；但是在背部受傷后，獼猴無法判斷特定的圖案是在左側還是右側。

11.在腹側和背側通路上，視覺處理非常復雜。如果初級視覺皮層中神經元的處理可以用數學公式描述，那么腹側通路中下顳葉皮層的活動就無法用數學模型來表達。這種數學描述就是所謂的計算視覺:就像物理學一樣，數學模型被用來解釋復雜的處理過程。因此，上世紀六七十年代，當以兩位諾貝爾獎獲得者胡貝爾和維塞爾為代表的生理學家搞清楚初級視覺皮層的功能時，計算機科學和計算機模擬人腦的科學家們指日可待。然而，我們尚未能完整地描述腹側通路，因此可以說前路漫漫。

12.視覺一直是神經科學中最廣泛和最深刻的部分，但它仍然充滿了迷霧。即使是聰明的科學家也無法避免科研道路上的挑戰。2017年，在視覺科學學會的年度大會上，來自明尼蘇達大學的肯德里克·凱教授提到了他的研究方向:“不要用我們自己的視覺系統來研究人類的視覺系統。”簡單地說，“看見”是如此容易和簡單，以至于我們有時低估了視覺的復雜性。

13.這是《知識就是力量》雜志上的一篇稿件。視覺系統的基礎知識介紹比較簡單，所以我放上來。