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
编者注:本博客的部分内容先前曾在我们为《大众科学思想》杂志撰写的“幻觉”专栏中出现过。
您的视网膜感光细胞通过神经纤维(超过一百万根独立的导线)将视觉信号传递到大脑——这些神经纤维捆绑在一个称为视神经的结构中,视神经从眼球后部伸出,将视网膜连接到大脑。如果您的感光细胞像任何明智的感觉细胞一样朝向眼睛前方,神经纤维就会聚集在眼睛后部——感光细胞后面——视神经就可以在不干扰您视野的情况下离开眼睛。然而,在人类视网膜中,连接感光细胞和大脑的回路聚集在眼睛的中心,因此神经纤维必须再次向下穿过视网膜才能形成视神经。结果就形成了一个无法存在视觉图像的区域。尽管这个区域惊人地靠近您视网膜的中心,但您看不到视觉中的孔洞,因为您的大脑会将其填补。
为了向您自己证明这一点,请先完整阅读本段,然后尝试这个练习:伸出双手,手臂伸直,拇指接触,然后将两个食指向上伸直[参见随附的插图]。闭上右眼,用左眼看着您的右手指尖。同时,密切注意您的左手指尖。您会注意到它已经消失在您左视网膜的盲点中(如果不是,请在保持两个拇指接触的同时上下旋转您的左手腕,以查看您的左手指尖消失)。一旦您的手指尖消失,请注意您仍然可以看到它后面的东西!现在诚实地问问自己,您在盲点中是否拥有X射线视觉,还是在盲点中失明?假设您同意您在盲点中确实是失明的,我们现在可以分析大脑如何填补这个孔洞,以了解填充是如何工作的。请注意,填充区域看起来像您盲点周围的区域:您的大脑用可用的最近视觉信息填充孔洞。然而,该算法不够智能,无法填充您的手指。
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新的研究,于去年八月发表在《当代生物学》杂志上,现在表明了许多视觉科学家以前认为不可能的事情:仅仅8天的培训就可以缩小生理盲点的功能尺寸。
这项研究的作者,由澳大利亚昆士兰大学的保罗·A·米勒领导,培训了10名实验对象来指示在盲点外围显示的移动刺激的方向。这些视觉刺激由漂移的正弦波形组成,这些波形呈环形显示,环绕着一只眼睛的生理盲点中心。
这项培训在连续20个工作日进行,提高了受试者对方向和颜色的敏感度,因此证明了对即时培训(运动方向)之外的视觉领域(颜色)的推广。然而,这种改进并未扩展到未经培训的眼睛的盲点,这表明结果并非由于一般的练习效应。
在培训之前,盲点的估计范围为24度视角(将1度视角视为手臂长度的拇指大小)。到培训结束时,盲点已缩小至21度视角。这种益处表现得非常迅速,88%的改进仅需8天的培训即可实现。
视觉神经元在视觉世界中具有局部化的“窗口”,称为“感受野”。科学家们推测,培训一定增加了感受野与盲点相邻或部分重叠的神经元的反应,从而增强了主要来自功能性失明区域内的微弱信号。他们还提出,类似的培训方案可能在局部失明的情况下证明有用,这些失明是由视觉系统的损害或损伤造成的。