

人腦對視覺的倚重超過所有其他感覺,視覺系統自豪地擁有許多令人稱奇的怪癖。和其他感覺一樣,如果認為眼睛是兩只濕漉漉的攝像機、絲毫不漏地獲取著周圍環境的信息并將其完整地傳到大腦,那就太不符合實際情況了。
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?答案:上面都出現過耶穌的臉。除了食物上,耶穌還經常顯現在涂了清漆的木制品表面。不止有耶穌,有時還有圣母瑪利亞,甚至搖滾巨星貓王。
實際上,全世界數不勝數的物品具有隨機的顏色圖案或明暗圖形,純粹出于偶然,有些恰好神似某個著名形象或是面孔。而如果這張臉還屬于一個富有玄學特征的名人(貓王即屬此列),就更容易引起關注,讓人浮想聯翩了。
最古怪的一點(從科學角度來說)在于,即便清楚地意識到那只是面包片而不是什么耶穌復活,我們還是會看出那些形象。哪怕不相信基督教的人也都可以認出所謂的耶穌或圣母瑪利亞。
人腦對視覺的倚重超過所有其他感覺,視覺系統自豪地擁有許多令人稱奇的怪癖。和其他感覺一樣,如果認為眼睛是兩只濕漉漉的攝像機、絲毫不漏地獲取著周圍環境的信息并將其完整地傳到大腦,那就太不符合實際情況了。
很多神經科學家主張,視網膜是腦的一部分,因為它和大腦發育自相同的組織,并且與大腦直接相連。眼睛接收光線,光線穿過瞳孔和晶狀體,落在后方的視網膜上。視網膜是一層很復雜的結構,由光感受器組成。光感受器是專門檢測光的神經元,其中一部分只要6個光子(1個光子是光的1“位”)就能將其激活。這種驚人的敏感程度相當于銀行安保系統在有人剛起了搶銀行的念頭時就觸發警報。這類敏感度高的光感受器叫作視桿細胞,主要識別明暗對比,它們在如夜晚等弱光條件下工作,明亮的日光實際上會讓它們過飽和而無法發揮作用,就像把一加侖水往一只雞蛋杯里倒。另一種(日光友好型的)光感受器負責檢測特定波長的光子,也就是我們感知到的色彩。這類光感受器叫作視錐細胞,讓我們對環境有更細致的分辨,只是需要在光比較強時才會被激活,從而回答了為什么我們在光線昏暗的地方辨不出色彩的問題。
光感受器在視網膜上的分布并不均勻,不同區域疏密不一。視網膜的中心能清晰地識別出細節,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。每個光感受器都連著其他細胞(通常是一個雙極細胞和一個神經節細胞),從而把信息從光感受器傳送到大腦。每個光感受器都是感受野的一部分(連接相同傳送細胞的所有光感受器組成一個感受野),不同感受野覆蓋視網膜的特定區域。
不妨想象一下手機基站,它接收其覆蓋范圍內所有手機傳送的各種信息并進行處理。而雙極細胞和神經節細胞就相當于手機基站,感受器則相當于手機,它們共同構成了特定的感受野。當光線到達特定區域時,光通過感受野中的光感受器激活相連的雙極細胞或神經節細胞,然后大腦識別出光信號。
視網膜邊緣的感受野相當大,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。好在靠近視網膜中心的感受野比較小,且分布相對密集,足以提供精準、清晰的圖像,讓我們得以看到小細節,比如小字印刷的說明。
奇怪的是,視網膜上只有一處能識別精細的細節,叫作中央凹,位于視網膜的正中間,占整個視網膜面積的1%不到。如果把視網膜比作寬屏電視機,那么中央凹只是屏幕中間的一個拇指印。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,有如此怪異的白內障也沒關系?上面描述的排列方式簡直就像反拿著鏡頭上涂有凡士林的望遠鏡。可令人擔心的是,從最純粹的意義上說,我們就是這么“看”的。只不過,大腦在我們的意識感知到圖像之前就完成了杰出的圖像清晰化工作。比起大腦對視覺信息所做的提升,最好的圖像處理軟件修出來的圖片也無異于黃色蠟筆涂鴉的草稿。那么,大腦是怎么做到的?
我們的眼睛總在轉動,主要原因就在于中央凹要對準周圍環境中需要看清的各種東西。過去,追蹤眼球運動的實驗曾用特制的接觸式金屬鏡片——不妨想象一下那滋味,并向那些富有科學奉獻精神的人致以敬意吧。
基本上,不管我們盯著什么看,中央凹都會以盡可能快的速度盡量全面地對其掃描。想象一盞對準了一片足球場的聚光燈,而控制它的竟是一個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,加上視網膜其余部分提供的雖然細節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,對看上去像什么做出一些“合理的猜測”。于是,我們就看到了“我們所看到的”。
就靠視網膜上那么一丁點大的面積要做那么多事情,聽起來是一套效率十分低下的系統。但是請想一想大腦需要用多少部分來處理這么多視覺信息,哪怕只是令中央凹的面積增大一倍,讓它占視網膜的面積超過1%,用來處理視覺的大腦物質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換為神經元信號,兩眼的視神經把神經元信號傳遞至大腦的多個部位。視覺信息先是被送到丘腦——大腦古老的中央車站,再從那兒傳向更遠的地方。有的最終到達腦干;有的到達一處叫作頂蓋前區的地方,此處負責對光強做出擴張或收縮瞳孔的反應;還有的到達上丘,此處控制眼球快速移動,也叫眼跳。
如果你留意一下自己的眼睛是怎么從左掃到右、再從右掃到左的,就會發現,雙眼并不是平滑地移動,而是連續地小跳(動作放慢才能正確體會這個過程),這就是眼跳。在每次眼跳之間,視網膜上會呈現出“靜止”的圖像,大腦把一組靜止圖像拼接起來,從而感知到一幅連續的影像。嚴格說來,兩次跳動之間我們并沒有“看到”什么,但因為跳動的速度極快,我們注意不到其中的間隔,就像動畫片里兩幀畫面之間一樣。
事實上,眼跳是人體完成得最快的動作之一,同樣快速的還有眨眼,以及老媽突然走進房間時你合上筆記本電腦的動作。
(摘自福建教育出版社《是我把你蠢哭了嗎》)