视觉系统的全貌
视觉系统是人类最为重要的感觉系统(之一),人的大脑皮层有三分之一的面积都和视觉有关。人从外界接受的信息中,视觉占据绝大多数,并且能够有力影响人们的认知、决策、情感乃至于潜意识活动。
从这个角度来看,把人称为“视觉动物”也不为过。
因此,我希望结合自身在视觉神经生物学一线的科研背景,结合20多年的案例实践,结合最新的学界成果,讲解大家最为关心的“视觉”问题:
1、 基础-人类如何“看到”世界?
2、 基础-视觉信息如何被大脑处理?
3、 进阶-视觉系统如何欺骗我们(比如视错觉)
4、 进阶-视觉相关的学习与记忆
5、 进阶-视觉和大脑高级功能的关系(认知、意识等)
第一、为了解答上述问题,我们首先需要了解“视觉系统长什么样子”。
众所周知,人要看到东西,首先要有光,之后要有眼睛。为了处理眼睛看到的内容,需要一个脑子。具体来讲,人想要看到一个东西(指的是“人意识到自己看到了东西”),需要经历如下的“三级跳”过程:
1、光线进入眼睛;
2、眼睛把光线携带的信息转化成电信号,传给大脑;
3、大脑对视觉信号进行处理,变成视觉体验,并影响人的行为和思想。
第二、然而,上述过程还是太简略了,我们用专业的术语,详细描述一下:
1、 光(本质是电磁波)携带着外部世界的结构信息,经过一系列折光系统(如晶状体、玻璃体等),投射在眼球底部的视网膜上。
2、 视网膜上的光感受器细胞,将光信号转换为电信号(光电转换),传递给视网膜的其他细胞(比如双极细胞、水平细胞、无长突细胞等),进行初步的信息整合加工。
3、 视网膜的各种细胞最终将整合好的信号,传递给视网膜神经节细胞,由它将视觉信息通过视神经,传递进入大脑。
4、 视觉信息进入大脑后,先进入位于丘脑的一个小小的核团——外侧膝状体。在那里,视觉信息被进一步整合加工,关键的视觉信息被提取出来,无用的信息被舍弃或扣留在低级脑区。经过加工后的关键视觉信息,通过名为“视放射”的神经纤维束,传递到初级视觉皮层。
5、 初级视觉皮层进一步提取视觉信息中的关键特征(比如朝向信息、运动信息、色彩信息等),向高级的视觉皮层传递。
6、 高级视觉皮层有好多个区域,它们各司其职,有的专门负责检测运动,有的专门负责检测形状,有的专门负责识别人脸……它们通过等级森严的协同分工,共同完成了对视觉信号的处理,并将最终结果传递给其他脑区,从而影响人的行为和思想。
7、 但故事没有结束,高级脑区还能反过来,影响初级脑区,调节初级脑区的敏感性和偏好性(甚至能调节眼球的细微转动轨迹),从而更加精细地控制信息流的入口,帮助大脑更加精细地认识外在世界。
到此为止,一个完整而专业的视觉系统框架就搭建完成了。
总结:如果要想做好视力康复工作,可不是(屈光检测,视光验配那么简单,这些都是外在的表面服务,是最初级的工作);上述的框架至关重要(这是更深入的由外向内认知),如果想要理解人类的视觉(做好视力复键服务),就必须深入学习对其心里有数。