枕大神经痛

注册

 

发新话题 回复该主题

视力视觉处理效率提高50倍后,世界长 [复制链接]

1#

文章来源:biokiwi

撰文:biokiwi

科幻小说或电影里,我们常常能看到各种各样神奇的设定,有些看起来比较离谱,但也有不少仿佛触手可及;尤其是当以往的科幻情节,随着时间的流逝和技术的进步逐渐照进现实,充满奇思妙想的脑洞的重要性越发凸显出来。本期kiwi说就和各位分享以下两个脑洞:

1.如果把人类的视力在原有基础上提升50倍,我们看到的世界将会变成什么样?

2.假如把某些动物的大脑交换,会发生什么?

如果你对这两个问题有其它见解,欢迎在评论区分享你的看法;同样,如果你有其它天马行空的疑惑,也欢迎给我们留言。

图源:pixabay

视力提升50倍,能看到什么?

这个问题实际理解起来可能不是那么容易,50倍的视觉信息也是我们的大脑难以消化的。我们不妨从现有的视觉系统结构上探讨这个问题,再来看看会怎么样。

视觉系统

图源:WGrayAnatomy

首先,外界光线通过我们的眼球,投射到视网膜的上亿个感光感受器上面;后者通过识别红绿蓝三种不同的光谱光线,再将信息汇总到万跟神经轴突上。通过电信号快速传播的方式,90%的视觉信息会被传递到位于大脑中间的外侧膝状体(LGN)。

LGN就好像是一个视觉信息处理的中转站:信息到这会发生一个初步的处理与汇总,针对颜色和物体轮廓进行处理,之后再进一步传递给大脑皮层——位于枕叶的初级视觉皮层V1区。

除了初级视觉皮层,人类大脑还包括有V2,V3,V4,V5(MT)几个不同的视觉皮层,像是流水线一样,把简单的光线信息一步步细化,提取其中的色彩、形状、运动信息。

视觉信息处理过程

图源:Wikipedia,Clock

在这个过程你可以发现,我们的视觉系统可能不像照相机一样,咔嚓拍下照片这么简单——为了处理复杂的视觉信息,除了眼睛-LGN-巨大的大脑皮层(视觉系统占大脑比例最高)之外,其实我们在进化过程中还针对这些“硬件”进行各种软件层面的优化。

可以举几个例子:

比如我们的视网膜虽然会有很多的感光器,但它们并不是均匀分布的,而是会分区域、分层进行分布,通过互相作用、合作,达到最好的视觉获取效果。视网膜上的感光器分为两种,一种是感知颜色的视锥细胞,一种是感知光线明暗的视杆细胞。

为了有效地得到更“高清”的画面,人类的视网膜出现了中央凹,是一个位于视网膜中央的一个只占1%大小的小凹槽,上面密布着视锥细胞,通过对光线明暗的感知,有着超强的分辨率能力,因此50%的视觉信息都是通过只占1%的中央凹进行检测的,实现了视觉信息的更高效处理。

底部的Fovea就是中央凹的区域

图源:Rhcastihos

还有一个例子,大脑皮层在处理视觉信息时的取舍:有一个很有意思的现象,我们在较远距离看一个物体的时候,会自动丢失掉这个物体的一些细节,这种细节我们称之为较高的“空间频率”。而这些细节的处理是需要依靠V4甚至到V5这样的视觉皮层。

上海神经研究所的研究发现,V4在识别细节时,整个脑区并不是均匀地去识别,而是有选择性的——有些地方会对空间频率更高的区域起反应,有些区域则只对较低的空间频率起反应;有的细胞比较大,可能就更偏向整体;有的细胞则比较小,就会

分享 转发
TOP
发新话题 回复该主题