藏文科普｜“看”的學問，你瞭解多少？

都說眼睛是心靈的窗戶。其實科學家們也是這麼覺得：研究眼睛裡的視網膜正是研究視覺過程的窗戶。從生物課本上，以及物理課上關於光學的部分中，你可能已經知道一些關於視覺的知識：視覺起始於眼睛底部的視網膜。

眼睛是心靈的窗戶

在視網膜上有視杆和視錐兩類光感受器，他們對於不同波長的光線敏感程度不同，於是我們能看到五彩斑斕的景象。事實的確如此，不過視網膜只不過是視覺的起點。光線會匯聚在眼睛底部的視網膜區域。

在這裡，我們有兩類光感受器：視杆細胞（柱狀）以及視錐細胞（錐狀）。有趣的是，視杆和視錐細胞其實分佈在視網膜的最後。它們接收到光線之後，會把這部分能量轉化為電訊號向前面的神經節細胞傳遞。是不是有點像葉綠體把光轉化為能量？

按照神經科學以及人工智慧的巨擘戴維·馬爾（David Marr）所言：“視覺正是資訊處理過程”，我們在 “看” 世界的時候，就是視覺資訊在視覺處理腦區內被逐步分析解讀的過程。讓我們反思下戴維·馬爾的洞察，視覺神經系統的每一層都是在做資訊處理，比如光感受器就是把光訊號轉化為生物電訊號。雖然整個視覺系統每一層的訊號轉換，以及方式方法不同，不過從抽象的角度看，它們都在做類似的事情。

視網膜上成像最清晰的地方就是中央凹（foveal）了。在這裡，只有視錐細胞。而且在視錐細胞之前沒有任何神經元影響成像。因此光學干擾被壓低到最小。

神經元

但是為什麼只有視錐細胞沒有視杆細胞呢？這就是視網膜的有趣之處：視錐細胞接收到的清晰度更高。雖然每個眼球內視網膜上的光感受器有一億多個，不過只有六百萬個是視錐細胞，其餘是視杆細胞。視錐細胞對於亮光敏感，也對色彩敏感。

我們看到的世界大多數是視錐細胞為我們提供的。視錐細胞大多出現在中央凹。它們基本與參與中繼的神經節細胞一一對應，保證傳遞資訊的精確。但是視杆細胞往往在中央凹之外，他們的成像也不夠清晰，上百個視杆細胞才會與一個神經節細胞對應，這樣能保證資訊強度足夠大（畢竟在模糊的情況下，傳遞的資訊也很模糊，透過這樣的“舉手表決”可以加強資訊的強度）。

視杆、視錐細胞在中央凹附近的分佈示意圖

我們能看到顏色，還得歸功於視錐細胞。科學家把視錐細胞分為三類，根據他們所敏感的光線波長分為S（短波）、M（中波）和L（長波）三種。上圖就是這三類細胞對於不同波長光的敏感程度。可見光正是一個光譜帶，短波更加藍，因此S型視錐細胞對於藍色的光線更敏感。不過色彩知覺可遠比這個複雜，還得涉及到細胞感受野的拮抗理論，還有視覺皮層的一些工作方式。學海無涯，哪怕簡單的視覺也是如此複雜。

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