百变小侦探眼镜...和大脑

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


根据需要增强你的视觉水平听起来像是漫画书里的东西。如果你还记得,超人有像开关一样打开和关闭X射线视觉的能力。那么X射线视觉有可能实现吗?我很抱歉地说:不可能。我们肉眼看穿物体层叠的能力仍然是科幻小说作家头脑中构想出来的想法。然而,训练你的大脑在你想要的时候切换到更高的视觉辨别和检测水平的可能性实际上可能成为现实。

上个月,瑞士的研究人员发现,那些成功地训练自己有意识地提升早期视觉皮层活动水平的参与者(通过实时功能性磁共振成像神经反馈观察到),也能够自愿地提升他们的视觉辨别和检测水平。这项研究听起来可能像科幻小说,但事实并非如此。以下是它的实现方式。

十六名视力正常或矫正后正常的年轻健康参与者被告知专注于中央注视光,同时想象在他们视觉视野的特定部分(研究人员称之为目标感兴趣区域)中,高分辨率的彩色、形状和强度变化的图像。他们想象诸如在空中写自己的名字、海面上航行的船、旋转轮子和螺旋的图案、模特走在跑道上或他们的宠物等事物。他们收到了即时视觉反馈,表明他们的可视化在多大程度上促进了他们的大脑活动,以帮助他们进行大脑训练。通过想象这些详细的物体,十六名参与者中有七名能够训练自己有意识地提升早期视觉皮层区域的活动水平,这发生在多个独立的训练课程中。本质上,参与者所做的是学会如何启动他们的视觉皮层。一旦他们的视觉皮层保持在更高的活动状态,它就更敏感,并且可以更好地检测到他们投射可视化的目标感兴趣区域中的其他刺激。


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现在,在你去想象你周围视觉中的粉红色大象,以防止对方球队在下一个公司垒球比赛中投球时盗垒之前,请注意,这真的不是这项研究的意图。据说,那些遭受中风并正在忍受视觉感知缺陷和视觉忽视的人是研究人员打算从中受益的人。

尽管如此,能够增强视觉皮层的基础活动水平,以便更好地准备注意到你视觉中的其他事物这个想法对我来说真的很有趣。这让我想起了我小学的时候,老师会告诉我们戴上“思考帽”。试图有意识地控制我们的意识和警觉状态真的能让我们成为更好的刺激探测器吗?这是否适用于其他感官?如果一个人想象音乐,那能增强我们的听觉敏感度吗?

嗯,研究人员正在调查是否可以使用实时功能性磁共振成像反馈训练来抑制慢性耳鸣患者的听觉过度活动。与视觉感知实验类似,2010年,Haller等人对六名慢性耳鸣参与者使用了通过实时功能性磁共振成像的神经反馈训练,以便尝试教会他们自愿减少听觉皮层中的大脑活动。六名参与者中有两名成功地训练自己能够控制和降低听觉皮层中的活动水平,他们报告耳鸣症状有所改善。

还需要进行更多的研究来充分调查和理解实时功能性磁共振成像神经反馈训练的潜力,但这给许多人带来了希望。想到某些疾病可能有希望通过古老的格言“精神胜于物质”得到哪怕是轻微的缓解,这也许是非常令人欣慰的。

参考文献

Haller S, Birbaumer N, Veit R. 实时功能性磁共振成像反馈训练可能改善慢性耳鸣。欧洲放射学。2010年3月;20(3):696-703。doi: 10.1007/s00330-009-1595-z

Scharnowski F, Hutton C, Josephs O, Weiskopf N, Reese G. 通过神经反馈改善视觉感知。神经科学杂志。2012年12月5日;32(40): 17830-41。doi: 10.1523/JNEUROSCI.6334-11.2012。

图片来源:眼睛和贝弗利(作者:Fran Priestly/stockxchng 照片),作者照片(作者:Erica Angiolillo/Gotcha! By Erica)

About Cheryl Murphy

Cheryl G. Murphy is an optometrist whose passion for vision science and the eye began as an research assistant in undergraduate school at SUNY Albany where she studied the development of the visual cortex in the brain. She then attended SUNY College of Optometry where she again assisted in vision research, this time on chromatic aberration and its effect on accommodation of the eye. She attained her bachelor of science degree in biology from SUNY Albany in 2000 and her O.D. degree from SUNY Optometry in Manhattan in 2004. Dr. Murphy began blogging about eye health and the science of sight in 2008 and now enjoys science writing in her free time. She practices optometry on Long Island, N.Y., where she resides with her husband and 4-year-old triplets. Follow her on Twitter @murphyod or on Facebook.

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