人腦對(duì)視覺的倚重超過(guò)所有其他感覺,視覺系統(tǒng)自豪地?fù)碛性S多令人稱奇的怪癖。和其他感覺一樣,如果認(rèn)為眼睛是兩只濕漉漉的攝像機(jī)、絲毫不漏地獲取著周圍環(huán)境的信息并將其完整地傳到大腦,那就太不符合實(shí)際情況了。
面包片、煎餅、比薩、冰激凌、涂抹醬、香蕉、蝴蝶脆餅、薯片和墨西哥玉米片有什么共同點(diǎn)?答案:上面都出現(xiàn)過(guò)耶穌的臉。除了食物上,耶穌還經(jīng)常顯現(xiàn)在涂了清漆的木制品表面。不止有耶穌,有時(shí)還有圣母瑪利亞,甚至搖滾巨星貓王。
實(shí)際上,全世界數(shù)不勝數(shù)的物品具有隨機(jī)的顏色圖案或明暗圖形,純粹出于偶然,有些恰好神似某個(gè)著名形象或是面孔。而如果這張臉還屬于一個(gè)富有玄學(xué)特征的名人(貓王即屬此列),就更容易引起關(guān)注,讓人浮想聯(lián)翩了。
最古怪的一點(diǎn)(從科學(xué)角度來(lái)說(shuō))在于,即便清楚地意識(shí)到那只是面包片而不是什么耶穌復(fù)活,我們還是會(huì)看出那些形象。哪怕不相信基督教的人也都可以認(rèn)出所謂的耶穌或圣母瑪利亞。
人腦對(duì)視覺的倚重超過(guò)所有其他感覺,視覺系統(tǒng)自豪地?fù)碛性S多令人稱奇的怪癖。和其他感覺一樣,如果認(rèn)為眼睛是兩只濕漉漉的攝像機(jī)、絲毫不漏地獲取著周圍環(huán)境的信息并將其完整地傳到大腦,那就太不符合實(shí)際情況了。
很多神經(jīng)科學(xué)家主張,視網(wǎng)膜是腦的一部分,因?yàn)樗痛竽X發(fā)育自相同的組織,并且與大腦直接相連。眼睛接收光線,光線穿過(guò)瞳孔和晶狀體,落在后方的視網(wǎng)膜上。視網(wǎng)膜是一層很復(fù)雜的結(jié)構(gòu),由光感受器組成。光感受器是專門檢測(cè)光的神經(jīng)元,其中一部分只要6個(gè)光子(1個(gè)光子是光的1“位”)就能將其激活。這種驚人的敏感程度相當(dāng)于銀行安保系統(tǒng)在有人剛起了搶銀行的念頭時(shí)就觸發(fā)警報(bào)。這類敏感度高的光感受器叫作視桿細(xì)胞,主要識(shí)別明暗對(duì)比,它們?cè)谌缫雇淼热豕鈼l件下工作,明亮的日光實(shí)際上會(huì)讓它們過(guò)飽和而無(wú)法發(fā)揮作用,就像把一加侖水往一只雞蛋杯里倒。另一種(日光友好型的)光感受器負(fù)責(zé)檢測(cè)特定波長(zhǎng)的光子,也就是我們感知到的色彩。這類光感受器叫作視錐細(xì)胞,讓我們對(duì)環(huán)境有更細(xì)致的分辨,只是需要在光比較強(qiáng)時(shí)才會(huì)被激活,從而回答了為什么我們?cè)诠饩€昏暗的地方辨不出色彩的問(wèn)題。
光感受器在視網(wǎng)膜上的分布并不均勻,不同區(qū)域疏密不一。視網(wǎng)膜的中心能清晰地識(shí)別出細(xì)節(jié),而邊緣大部分只給出模糊的輪廓,這是由于中心和外周的光感受器類型有不同的分布密度和連接方式。每個(gè)光感受器都連著其他細(xì)胞(通常是一個(gè)雙極細(xì)胞和一個(gè)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞),從而把信息從光感受器傳送到大腦。每個(gè)光感受器都是感受野的一部分(連接相同傳送細(xì)胞的所有光感受器組成一個(gè)感受野),不同感受野覆蓋視網(wǎng)膜的特定區(qū)域。
不妨想象一下手機(jī)基站,它接收其覆蓋范圍內(nèi)所有手機(jī)傳送的各種信息并進(jìn)行處理。而雙極細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞就相當(dāng)于手機(jī)基站,感受器則相當(dāng)于手機(jī),它們共同構(gòu)成了特定的感受野。當(dāng)光線到達(dá)特定區(qū)域時(shí),光通過(guò)感受野中的光感受器激活相連的雙極細(xì)胞或神經(jīng)節(jié)細(xì)胞,然后大腦識(shí)別出光信號(hào)。
視網(wǎng)膜邊緣的感受野相當(dāng)大,就像高爾夫傘似的有碩大的傘面圍繞傘軸。但是,面積大也意味著精確性低——很難精確指出一滴雨點(diǎn)落在了傘面上的什么位置,只知道有沒有雨滴。好在靠近視網(wǎng)膜中心的感受野比較小,且分布相對(duì)密集,足以提供精準(zhǔn)、清晰的圖像,讓我們得以看到小細(xì)節(jié),比如小字印刷的說(shuō)明。
奇怪的是,視網(wǎng)膜上只有一處能識(shí)別精細(xì)的細(xì)節(jié),叫作中央凹,位于視網(wǎng)膜的正中間,占整個(gè)視網(wǎng)膜面積的1%不到。如果把視網(wǎng)膜比作寬屏電視機(jī),那么中央凹只是屏幕中間的一個(gè)拇指印。眼睛的其余部分則提供給我們隱約的輪廓、模糊的形狀以及顏色。
有人可能覺得這說(shuō)不通呀,我們不是把世界看得清清楚楚明明白白的嗎,有如此怪異的白內(nèi)障也沒關(guān)系?上面描述的排列方式簡(jiǎn)直就像反拿著鏡頭上涂有凡士林的望遠(yuǎn)鏡??闪钊藫?dān)心的是,從最純粹的意義上說(shuō),我們就是這么“看”的。只不過(guò),大腦在我們的意識(shí)感知到圖像之前就完成了杰出的圖像清晰化工作。比起大腦對(duì)視覺信息所做的提升,最好的圖像處理軟件修出來(lái)的圖片也無(wú)異于黃色蠟筆涂鴉的草稿。那么,大腦是怎么做到的?
我們的眼睛總在轉(zhuǎn)動(dòng),主要原因就在于中央凹要對(duì)準(zhǔn)周圍環(huán)境中需要看清的各種東西。過(guò)去,追蹤眼球運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)曾用特制的接觸式金屬鏡片——不妨想象一下那滋味,并向那些富有科學(xué)奉獻(xiàn)精神的人致以敬意吧。
基本上,不管我們盯著什么看,中央凹都會(huì)以盡可能快的速度盡量全面地對(duì)其掃描。想象一盞對(duì)準(zhǔn)了一片足球場(chǎng)的聚光燈,而控制它的竟是一個(gè)咖啡因攝入量接近極限的人——你的情況差不多就是這樣。以這種方式獲取的視覺信息,加上視網(wǎng)膜其余部分提供的雖然細(xì)節(jié)欠佳但尚可一用的圖像,大腦足以開展一些重要的修圖工作,對(duì)看上去像什么做出一些“合理的猜測(cè)”。于是,我們就看到了“我們所看到的”。
就靠視網(wǎng)膜上那么一丁點(diǎn)大的面積要做那么多事情,聽起來(lái)是一套效率十分低下的系統(tǒng)。但是請(qǐng)想一想大腦需要用多少部分來(lái)處理這么多視覺信息,哪怕只是令中央凹的面積增大一倍,讓它占視網(wǎng)膜的面積超過(guò)1%,用來(lái)處理視覺的大腦物質(zhì)就需要增多到使人腦大如籃球的程度。
可大腦是怎么加工的呢?它怎么把如此粗略的信息變成豐富的視覺感知呢?
光感受器把光信息轉(zhuǎn)換為神經(jīng)元信號(hào),兩眼的視神經(jīng)把神經(jīng)元信號(hào)傳遞至大腦的多個(gè)部位。視覺信息先是被送到丘腦——大腦古老的中央車站,再?gòu)哪莾簜飨蚋h(yuǎn)的地方。有的最終到達(dá)腦干;有的到達(dá)一處叫作頂蓋前區(qū)的地方,此處負(fù)責(zé)對(duì)光強(qiáng)做出擴(kuò)張或收縮瞳孔的反應(yīng);還有的到達(dá)上丘,此處控制眼球快速移動(dòng),也叫眼跳。
如果你留意一下自己的眼睛是怎么從左掃到右、再?gòu)挠覓叩阶蟮模蜁?huì)發(fā)現(xiàn),雙眼并不是平滑地移動(dòng),而是連續(xù)地小跳(動(dòng)作放慢才能正確體會(huì)這個(gè)過(guò)程),這就是眼跳。在每次眼跳之間,視網(wǎng)膜上會(huì)呈現(xiàn)出“靜止”的圖像,大腦把一組靜止圖像拼接起來(lái),從而感知到一幅連續(xù)的影像。嚴(yán)格說(shuō)來(lái),兩次跳動(dòng)之間我們并沒有“看到”什么,但因?yàn)樘鴦?dòng)的速度極快,我們注意不到其中的間隔,就像動(dòng)畫片里兩幀畫面之間一樣。
事實(shí)上,眼跳是人體完成得最快的動(dòng)作之一,同樣快速的還有眨眼,以及老媽突然走進(jìn)房間時(shí)你合上筆記本電腦的動(dòng)作。
(摘自福建教育出版社《是我把你蠢哭了嗎》)