总目录(持续更新中)
(零)前言
近期打算和小伙伴一起,创作一个专栏,专门讲解人类最重要的感觉系统:视觉系统。
本人在视觉神经科学的科研一线浸润多年,具备扎实深入的专业知识,也有丰富的科普文章写作经历,希望用专业而简明易懂的文字,配合可爱活泼的插图,帮助大家了解“我如何看到世界”这一重要问题。
除了目前在目录中已经占坑的题目,更多专题内容正在创作中,敬请期待!
(剧透:“脸盲”、“汉字顺序不影响阅读”、“虚拟视觉”、“大脑的欺骗”、“视觉错觉”、“潜意识与意识”等题目已经在酝酿中!)
如果想继续深入浅出了解“视觉”,请收藏本文章,我将在文章内不断更新内容。
(最新更新:(一)视觉系统的全貌,2020.4.3)
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放一张我和实验室老朋友们的合影:
2020.4.1
于复旦大学生命科学学院
(一)视觉系统的全貌
视觉系统是人类最为重要的感觉系统(没有之一),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(具体内容,请期待后续更新)。
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,结合最新的学界成果,与优秀的插图作家 @高林夏 一起,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)
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”。
话不多说,先上图(请耐心看完噢)。
视觉系统全局图(by 高林夏):
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
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:
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
上述的框架至关重要,如果想要理解人类的视觉,就必须对其心里有数。
我后续更新的文章,就会对上述每一条的细节,用深入浅出和形象插图的方式,帮助大家理解。
2020.4.3
于复旦大学生命科学学院
(二)光线如何被眼睛检测到?
(三)视觉信号如何传入大脑?
(四)视觉信号在大脑中被重组、扭曲全过程!
(五)视觉信号在大脑中的第一站:外侧膝状体
(六)视觉信号在大脑中的第二站:初级视觉皮层
(七)视觉信号在大脑中的第三站:高级视觉皮层们
未完待续!
最后更新于:2020.4.3