脑与视觉

脑与视觉

视觉系统也许是我们感觉中最复杂的,它提供了一幅幅完美的图画,显示出数百亿的分散的神经元是如何融汇,形成思维的。

在某些方面,眼睛可以比作一架照相机,但脑与照相胶片完全不同,它不是被动地接受视觉信号,而是从你的眼睛中主动地摘录很多不同种类的图像。这些图像能最优化地体现物体的形状、运动、色彩、厚度和质地等信息。

视觉对我们的生存至关重要,我们的脑需要大量由这种感觉系统输入的信息。你“看到”的图像并不是简单地由光感受器输入的信息传入脑而形成的。信号首先被分成不同类型的“地图”,传达到它们在枕叶中特定的区域。独立“地图”形成是从视网膜起始平行处理的过程。视网膜神经元的轴突不是随意地与丘脑相联系,在图像被摄入视网膜后,它们才“接通”与丘脑的联系。一种区域接受从大神经节细胞而来的输入,把彩色的图像变成黑色的点。这个区域接受信息十分迅速,形成像是一幅减去了颜色、质地等细节视网膜图像的粒状拷贝,而这种细节是识别物体所必需的。这部分的视觉系统只需简单地知道物体是否在运动,这一信息非常重要。比如说,一只老虎在向你扑来,或者有人正在向你挥棍子。解析信息需要时间,所以脑首先向本质上属于运动探测器的区域发出不完全的视觉信息。运动信息非常重要,常常在确知看到的是什么东西之前,我们就先察觉到了物体的运动。脑可以从视觉影象中即刻获取模糊的点状的移动图像,判断它的方向,猜测它是否构成威胁。这使我们常常在意识到为什么要对抗或者逃跑的时候,已经完成了这种反射行动。凭借这个运动探测器,脑节省了很多时间,它只用75毫秒时间就能形成表达运动方向的图像。但要形成一个明确的图像,大脑另外还需要100毫秒。所以运动探测器为你节约了一大半的反应时间。

然而,运动探测器是个特例。视觉更大的作用是产生内容丰富的三维图像,并识别图像中的主要元素。为了完成这一任务,脑合成了很多投射到脑背部的图像。一些图像处理区专事定义物体尖锐的边缘,另一些专门识别颜色。所有这些都发生在脑的前意识区,所以你并不必产生对图像的思考,不必判断它是不是绿的、是不是方的。不过,要认识一片树叶或者一只盒子,图像还得经过脑的另一个区域——下级颞皮层,那里包含了识别物体形状、厚度、颜色的特殊神经元。就像有许多透明的地图,一种显示街道,一种显示形成轮廓,另一种显示地表颜色,你把它们一张一张地叠铺在一起,直到有足够详细的细节能告知你所处的位置。

物体识别的特殊之处还远不止于此。这部分脑对识别人的脸有极高的熟练程度,有特殊的神经元担当此项重任。这一功能就能解释,为什么你在忘了一个人的名字很久以后,还能记得他的脸,也解释了为什么我们常常会说:“我好像在哪儿见过你。”