动物的视觉系统是怎样工作的?画面的整合运算,当“看见”的时候之海自百川聚三,野驴

2007-05-30 16:46:47)

标签: 科学 科普 野驴 当看见的时候 分类: 科普-《新发现》

为了从容应对由旧大陆传递来的庞杂的信息,初级视皮层将由于细化分工而拥有不同特长的员工分组工作,每个小组负责其擅长的专门任务,即分别对颜色、形状、运动等视觉信息进行处理。执行相同任务的小组间联系密切、步调一致,执行不同任务的小组间也有一定的互通往来

视信息被如此分门别类后传递到上一级的视皮层继续处理,上级皮层有着类似的组织结构,负责不同任务的小组接收来自相应小组的信息。就这样,视信息被分解在并行的不同通路内分别处理,不同通路的终点是高度专一化的皮层区域,皮层内细胞只对某种类别的信息如颜色进行处理

一个闯入我们视线内的滚动着的红色皮球,被分解成红色、球形的形状、朝某一方向的运动,在视觉系统相应信息通路内得到分别并且同步的处理

事情到这一步显然还没有结束,因为我们从未见过颜色、形状、运动分离开来的球,梦里好像也未曾出现过,实在难以想象那种情形。因此不同通路的终点还要延伸汇聚到更高一级的皮层区域,被分解的视觉信息在那里得到整合

终于,我们看到了一个完整的、可以理解的球,而接下来是将其捡起还是一脚踢开,就远非视觉系统所能独立完成的了

视觉系统的这种组织、运作方式类似于引水自百川而入海。光线如由天而降的雨点般落入到眼中,视网膜将落雨分引成无数的水流,水流在初级视皮层汇聚成小溪,小溪不绝融入江河,江河滚滚东去而至海

但从自然造化中汲取到的灵感,还不足以缔造出如此伟大的奇迹。在视觉信息处理过程中,下级皮层不断接受着来自上级皮层的调控,而自上而下的控制信息与自下而上的视觉信息流量相当,这意味着在百川入海的同时,还存在海入百川的情形。并且控制信息不仅仅是沿原路返回,而是还会另辟蹊径逆流至其他江河,另外同一级皮层之间也布满了广泛的横向连接,以此来实现信息的交互

如此看来,我们的视觉系统更像是一张纵横交错的蜘蛛网,网上的结点是不同级别的皮层区域,将结点连接在一起的蛛丝是细胞发出的神经纤维,视信息在蛛丝上传递,在结点处处理。进入视野的球,反射出光线到我们眼中,光线经过这张盘根错节的网,使其主人得到了有意义的识别

有所识,而后有所感。拜造物之所赐,我们能眼见明月之皎洁,云海之苍茫。幸甚至哉!

参考文献:

  1. Nilsson DE, Gislen L, Coates MM, Skogh C, Garm A. Advanced optics in a jellyfish eye[J]. Nature. 2005 May 12;435(7039):201-5.

  2. Shou T, Wang W, Yu H. Orientation biased extended surround of the receptive field of cat retinal ganglion cells[J]. Neuroscience 98 (2000) 207–212.

  3. C.Sun, X.Chen, L.Huang and T.Shou. Orientation bias of the extraclassical receptive field of the relay cells in the cat's dorsal lateral geniculate nucleus[J]. Neuroscience 125 (2004) 495–505.

  4. Yao H, Li CY. Clustered organization of neurons with similar extra-receptive field properties in the primary visual cortex[J]. Neuron. 2002 Aug 1;35(3):547-53.

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海云青飞,生命进化规律破解者
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