苏·巴里是曼荷莲学院的神经科学家。她也是新书《凝视修复》的作者。这本书讲述了巴里在 48 岁时最终学会以 3-D 视觉观看的故事。《心智 Matters》编辑乔纳·莱勒与巴里聊天,讨论了平面世界的样子,以及她自己的经历能教会我们关于大脑可塑性和教育的什么。
莱勒:您在新书《凝视修复》的开头描述了您意识到自己缺乏立体视觉的时刻,这是 3-D 视觉能力的基础。您能描述一下那个时刻吗?
巴里:我当时坐在大学的神经生物学课上,有点无聊和分心,这时教授开始描述对斜视和内斜视猫进行的实验。他提到这些猫的视觉发育不正常,这些动物可能缺乏立体视觉或 3-D 视觉能力。更重要的是,这些动物永远无法获得立体视觉,因为这项技能仅在早期生活中的“关键期”发展。对猫来说是正确的,对人来说也被认为是正确的。
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教授的话把我从白日梦中惊醒。我意识到我像科学家实验中的猫一样,因为我从小就斜视。三次童年手术使我的眼睛看起来正常,所以我以为我的视力也正常。然而,我刚在课堂上了解到我缺乏一种基本的观看方式。
下课后,我直接去了大学图书馆,查阅了关于立体视觉的资料。我找到了我能找到的每项立体视觉测试,并全部不及格。这就是我了解到自己是立体盲的方式。
莱勒:您是如何在 48 岁时恢复 3-D 视觉的?
巴里:尽管我做了三次童年手术来“矫正”我的斜视,但我仍然没有 3-D 视觉。手术后,我的眼睛在外观上看起来是直的,但仍然略有错位。从我斜视的眼睛进入我大脑的冲突输入不仅阻止了立体视觉,还给了我不稳定的凝视。我快速地在两只错位的眼睛之间切换我的视野,因此我对世界的看法是抖动的,尤其是在我看远处时。
在我四十多岁时,我咨询了一位发育验光师,他为我开了一个旨在稳定我凝视的验光视觉治疗方案。因为我斜视,所以我用一只眼睛看视觉目标,而另一只眼睛则转向内侧。视觉治疗程序为我提供了我需要的反馈,以了解每只眼睛在空间中的注视位置。有了这种反馈,我学会了同时将两只眼睛对准空间中的同一位置,令我惊讶的是,我开始看到 3D 视觉。进一步的治疗教会了我如何将我新的 3D 视觉与我以前判断深度和距离的方式整合起来。
莱勒:用 3-D 视觉看世界是什么感觉?您能描述一下您的第一反应吗?
巴里:许多人告诉我,无论他们用一只眼睛还是两只眼睛看,世界看起来都差不多。他们不认为立体视觉有多重要。他们没有意识到的是,他们的大脑正在使用一生的过去视觉经验来填补缺失的立体信息。与用一只眼睛看相比,用 3-D 视觉观看提供了根本不同的观看和解释世界的方式。当我开始看到立体视觉时,这对我来说是一个巨大的惊喜和一份伟大的礼物。
我第一次可以看到不同树枝之间的空间体积,我喜欢沉浸在那些诱人的空间口袋中。当我走动时,树叶、松针和花朵——甚至是灯具和天花板管道——似乎漂浮在比空气更实在的介质上。雪不再看起来像在一个略微在我面前的平面上落下。现在,雪花包围着我,在层层叠叠的深度中飘过。自从我获得立体视觉以来已经七年了,但像这样的普通景色仍然让我充满深深的惊奇和喜悦。
莱勒:科学家过去认为成人大脑是一个相对固定的器官。您的经历能教会我们关于大脑可塑性的什么?
巴里:虽然婴儿的大脑会因许多强烈的刺激而重新布线,但成人大脑的变化主要响应于行为相关的刺激。当我接受验光视觉治疗时,这些想法对我来说变得清晰起来。
我使用眼睛的方式与视力正常的人不同。由于我以前的观看方式——用一只眼睛看,另一只眼睛转向内侧——让我能够以合理的准确度移动,我的视觉习惯变得根深蒂固。验光视觉治疗让我意识到我是如何使用我的两只眼睛的,然后为我提供了只有当我自觉地改变我的观看习惯才能完成的任务。那时我才学会同时将两只眼睛对准空间中的同一点。这种新能力随后促进了大脑回路的变化,从而导致了 3D 视觉能力。由于这种新的观看方式为我提供了一种更有效、信息量更大的观看方式,这些变化变得自动化了。
我的经历,以及我的书中描述的其他几人的经历,教会了我,你不能通过孤立地研究大脑回路来理解大脑的可塑性。要重新布线你的成人大脑,要让自己康复,你需要了解你如何与世界互动和应对,然后把自己置于教会你以不同方式表现的环境中。如果你能学会一种更好地驾驭世界的方式,你就可以改变你大脑中的回路。
莱勒:在《凝视修复》中,您描述了当我们学习新事物时,无论是以 3-D 视觉观看还是学习阅读,细胞水平上会发生什么。教育工作者和教师能从这门新的学习科学中学到什么?
巴里:科学正在揭示每位优秀教师已经知道的知识。如果我们接触并关注新情况,如果我们保持动力,如果我们练习,我们可以改变我们大脑中的突触和布线,从而学习新事物。新奇的体验,以及对奖励的期待,会刺激我们大脑的古老区域,例如脑干和基底前脑。这些区域的激活会释放强大的神经调节剂,包括多巴胺和血清素,到我们的皮质神经元和回路上,这些神经调节剂促进和加强了学习基础的突触变化。练习和重复对于使这些变化持久至关重要。验光视觉治疗为我提供了新奇和有益的体验,这些体验触发了我大脑中的突触重新布线。事实上,我想知道婴儿的大脑如此可塑,部分原因是否是因为一切对他们来说都是新鲜的;他们的神经调节区域必须持续活跃。