大脑视觉皮层是怎样进化出来的?当“看见”的时候之海自百川聚二,野驴

2007-05-3016:27:41

标签:科学科普野驴当看见的时候 分类:科普-《新发现》

不过手工作坊毕竟效率低下,并且产品性能有限,只能让用户看到大的、静止的障碍物,而对小的运动物体视而不见

蒸汽机的出现使作坊退出了历史舞台,取而代之的是规模巨大的工厂,数量庞多的工人手脚不停地操纵着机器,他们不再需要多才多艺,而是能够机械、重复地完成所有工序中的一道就可以了,生产效率因此大大提高。同时为了提高产品性能,工序变得越来越多,越来越复杂

视觉系统的进化靠的不会是轰隆隆作响的机器,而是新出现的细胞和神经通路。一方面光感受器细胞的数量大大增加,这导致其感受野不必像原来那么大了,新成员的加入使每个人的担子都得以减轻。而感受野的变小意味着眼中景象开始变得清晰、精确,因为每个人的工作都更加细致,如果想对此有所体会的话,将电脑显示器的分辨率由低调高试试看

另一方面视网膜其他细胞的出现,大大简化了光感受器细胞的工作。新细胞与多个光感受器细胞相联结,通过新形成的神经通路获取到初步处理过的视信息,并对其进行再加工。这使光感受器细胞得以将它们的复杂任务移交给后继者,自己只完成最初那道工序——信号转化就可以了。因此其感受野在越来越小的同时,也越来越简单,直到简化成一个小圆斑。而后继者由于要对接收到的信息进行综合和再处理,感受野就要相应的大且复杂

当规模扩大了的视觉系统仍不能满足用户需求时,就会出现后继者的后继者,而当整个视网膜也开始捉襟见肘的时候,大脑视觉皮层就不可避免地横空出世了

视网膜的终结者、通信员神经节细胞将经过一定整理的视觉信息传递到间脑,视信息在那里得到进一步处理和中转后,到达新大陆③的登陆点初级视皮层

新大陆广袤的可开辟空间吸引着拓荒者进化不断去开发,新的皮层区域和神经通路不断出现。这促使初级视皮层将处理过的视信息再传递到其他视皮层进行深加工,就这样视觉信息被一级级地传递、再处理下去,最终我们便看到了这丰富多彩的世界。合乎情理的,后继者细胞的感受野会越来越大,越来越复杂

员工的增多和工序的扩展使效率和性能同时被提高。规模扩大、工艺进步的结果是在天气晴朗、能见度极佳的情况下,我们能感知到一公里外四分之一烛火亮度的光源;辨认出站在路口的是上司还是妻子的时间用不了0.2秒

惊人成就的背后是惊人的投入,我们的视觉系统仅光感受器细胞就征召了一亿多,而初级视皮层这个新兴港口的细胞数量超过了两亿,可见其日常信息吞吐量之巨

如此大手笔非世间任何一家公司所能望其项背,而能将如此众多的员工组织的井然有序、各就其位更是令人叹为观止

注③:这里的新大陆指的是大脑视觉皮层腹侧通路,负责精确视觉信息的处理,是人视觉系统的主要信息处理通路,初级视皮层是其始点,此章对视觉系统组织结构的阐释是针对这条通路而言的。除此之外,还存在一条背侧通路,先于腹侧通路进化出来,只能处理粗略的视觉信息

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海云青飞,生命进化规律破解者
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