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破译人类视觉形成的秘密

“感知”是人类独有的能力,也是宇宙中最神奇的存在。感知觉是唯心主义辩证的基石。

视觉是人类知觉的一种,人类视觉如何形成?时至今日,这仍然是一个“迷”。研究发现,大脑的视觉系统从世界本身收到的信息非常有限,这同意味着,我们“看到”的大部分内容主要来自想象。

我们的眼睛就像镜头,负责接收来自外界的光线,能够将视野等比例复制并投射至位于眼睛后部的视网膜上。视网膜直接对接视觉皮层,即后脑中负责视觉的区域。然而,视网膜与视觉皮层之间的连接非常有限。在相当于四分之一满月大小的视觉区域之内,只有约10个神经细胞负责将视网膜连接至视觉皮层。这些细胞(LGN细胞)构成外侧膝状体——这是视觉信息从外界传播至大脑当中的唯一途径。

LGN细胞不仅数量稀少,能力也非常“捉急”。当LGN细胞在视野的某一微小部分中检测到从暗到亮的变化(反之亦然)时,LGN细胞会向视觉皮层发送脉冲。亮度调整后的视野开始向视网膜传输新的数据,但大脑真正能够接收到的,是由微小LGN细胞集合传递来的微弱信号。整个图像还原过程,就像是在用餐巾纸上的手稿片段整理出一部长篇小说。

我们可能会认为,大脑中映照出的就是我们在视野中看到的东西。但实际上,大脑不是这样工作的。映射是视网膜的任务,但从视网膜传递至视觉皮层的信息其实很少。

结论:

1)我们仅能“看见”外界的部分信息;

2)我们所“看见”的大部分来自想象。

虽然皮层与视网膜之间只通过较少的神经元连接,但皮质本身却拥有丰富且密集的神经细胞。对于每10个连接视网膜的LGN神经元,神经皮层一侧就会在初始“输入层”中安排4000个与之对应的神经元。这样的结构,表明大脑会对其接收到的视觉数据进行深度处理。

LGN细胞可以向视觉皮层发送一系列电脉冲,电压仅为十分之一伏,持续时间为一毫秒。这些脉冲,能够引发一系列神经元间相互作用。

单一神经元会同时接收来自数百个其他神经元的信号,其中一部分信号会促使前者进一步发射信号,另一部分则会抑制其继续发射脉冲。当神经元接收到这些兴奋性及抑制性电脉冲时,其细胞膜上的电压就会发生波动。只有「膜电位」超过某一阈值时,对应反应才会被触发。

当它随时接收来自数百个其他神经元的信号时,视觉皮层也正是由无数个这样的反馈循环所构成。反馈循环很难处理,因为信息会不断回归并引发变化,然后再回归、再引发新的变化。这种循环在大脑当中无处不在,而且几乎没有任何现有模型能够准确加以处理。

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