DB 是一位 67 歲的男性,從他凝視的中心向左看,世界一片黑暗。自從 33 歲時他接受手術切除大腦後部異常的血管纏結以來,他就對視覺場景的左側部分失明瞭。不幸的是,在取出纏結物時,外科醫生破壞了一個重要的視覺處理中心,稱為初級視覺皮層或 V1 區,它將來自眼睛的資訊傳遞到專門負責視覺的更高級別的大腦區域。
DB 只失去了右半部分的 V1。由於大腦的右側部分處理來自左側視野的視覺資訊(反之亦然),因此他的醫生並不驚訝 DB 對視野的左側部分失明。但令他們震驚的是,儘管 DB 否認看到中心左側的任何東西,但他仍然能夠準確地“猜測”目標物體的許多屬性,例如形狀和具體位置,這些目標物體出現在這個感知上的黑暗區域。
DB 以某種方式直觀地感知看不見的物體和圖案特徵的能力被稱為盲視。研究人員認為,這種奇怪的現象源於資訊透過繞過 V1 的神經通路流動,但仍然將少量的視覺資訊傳遞到參與視覺的更高級別的大腦區域。由於未知的原因,這些輔助通路並沒有傳達視覺的感覺。
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最近的資料表明,盲視患者對某物看起來像什麼或它在哪裡進行猜測的準確性可以透過練習顯著提高,這暗示這種練習可能會提高盲視患者在日常環境中檢測物體的能力。雖然患有盲視症的人無法在其盲視野中看到東西,但一項新的研究表明,至少 DB 具有一些物體檢測能力,這些能力超過了普通有視力的人。這項研究還揭示,對看不見的視覺刺激的某些意識可以伴隨盲視。DB 和其他人的盲視案例表明,意識和視覺感知可以在我們的大腦中分離。
盲視的開端
神經學上的異常現象通常出現在對腦損傷患者的研究中,但動物實驗最早提供了盲視的線索。從 20 世紀 30 年代和 40 年代開始,外科切除了猴子 V1 的神經生物學家注意到,這些動物似乎保留了一些視覺技能,例如檢測對比度和透過物體的形狀來區分物體。
但很少有科學家相信人類可以在沒有 V1 的情況下看到東西:已知的人類患者的初級視覺皮層已被破壞,他們完全失明。這條規則的一些例外情況包括在第一次和第二次世界大戰期間遭受了導致 V1 功能喪失的傷害計程車兵。一些治療這些人的神經科醫生聲稱,他們中的一些人保留了殘餘的視覺功能。但在當時,科學界並沒有認真對待這些觀察結果。相反,研究人員得出的結論是,人類和猴子在這方面是不同的,儘管它們的視覺通路在解剖學上驚人地相似。
1973 年,當時在麻省理工學院的神經科學家恩斯特·珀佩爾 (Ernst Pöppel) 和他的同事報告說,他們測量了失去 V1 區域的患者的眼球運動。患者說他們看不到視覺目標,但他們的眼球運動仍然偏向於這些目標,這暗示他們的視覺系統間接地瞭解了這些目標。
但正是牛津大學心理學家拉里·韋斯克蘭茨 (Larry Weiskrantz) 和他的同事在 20 世紀 70 年代初首次檢查 DB 的工作,打破了人們對人類盲視的懷疑。與珀佩爾的患者一樣,DB 也表現出眼球運動偏向於視覺目標。此外,然而,韋斯克蘭茨和他的同事使用了一種從動物實驗中借用的技術揭示了其他視覺技能:他們強迫 DB 在定義的選項之間進行選擇,而不是僅僅問他看到了什麼。也就是說,韋斯克蘭茨的團隊向 DB 展示了兩個可能的顏色或位置的選擇,並要求他猜測哪個適用於他聲稱看不見的視覺目標。DB 的“猜測”比偶然預期的情況正確得多——與靈長類動物的發現相符。
DB 本人感到震驚。因為他看不到物體,他認為他的猜測是完全隨機的。在這些實驗之後,韋斯克蘭茨創造了“盲視”這個術語,該術語出現在 1974 年《柳葉刀》雜誌的一篇文章中。
然後,科學家們識別並檢查了其他表現出這種奇特能力的患者。儘管到目前為止,他們中沒有一個人表現出像 DB 那樣敏銳的檢測技能,但這些患者中的許多人可以推斷出其盲視野中物體的顏色或形狀,並預測它是移動還是靜止;他們還可以以高於偶然水平的水平猜測看不見的線條或光柵的方向、物體出現的時間以及未察覺的面部表情。另一方面,這些患者無法直觀地感知其盲視野中的精細細節。他們也無法檢測到複雜的運動。
非凡的視覺
無論患者檢測看不見物體的能力如何,練習都可以增強它。在 2006 年的一項研究中,韋斯克蘭茨與蘇格蘭阿伯丁大學的神經科學家塞裡·T·特雷維坦 (Ceri T. Trevethan) 和阿拉什·薩赫雷 (Arash Sahraie) 及其同事一起,要求 12 名盲視患者反覆猜測兩個刺激中的哪一個——閃爍的光柵或灰色圓點——出現在他們盲視野的中間。經過三個月的日常練習,患者的正確反應次數增加了高達 25%,並且可以檢測到比以前更低對比度的光柵。他們通常還報告說,對正確答案的意識更強。結果表明,這些患者可以學會以可以提高其生活質量的方式“看到”。
然而,在參與了四十多年的眾多視覺實驗之後,DB 可能不需要太多的練習。事實上,在 2007 年,韋斯克蘭茨、特雷維坦和薩赫雷表明,DB 的盲視野敏感度實際上優於正常視覺所能達到的水平。研究人員在兩個時間跨度內向 DB 展示了一個兩秒鐘的刺激,稱為 Gabor 斑塊,它顯示在灰色螢幕上。由於該斑塊很小且對比度非常低,即使是視力正常的人也會發現很難感知到它。韋斯克蘭茨的團隊要求 DB 按下按鈕來指示他認為圖案出現在哪個時間間隔。
在涉及 150 多個不同刺激呈現的兩個不同實驗中,DB 在其盲視野中的表現明顯優於其有視力的視野。在他的盲視野中,他始終如一地識別出包含刺激的時間跨度,準確率達到 87%,而在他的有視力的視野中,準確率僅為一半,這與偶然的機率沒有差別。透過改變刺激對比度,研究人員還了解到,與有視力的視野相比,DB 可以在其盲視野中檢測到對比度明顯更低的刺激。具有諷刺意味的是,DB 發現有視力的視野測試很費力,而盲視野測試似乎毫不費力:“沒問題,我只是在猜測,”他評論道。
研究人員排除了 DB 可能只是有視力的視野異常差的可能性。當他們將 DB 在其有視力的視野中的表現與六名年齡匹配的視力正常參與者的表現進行比較時,他們發現 DB 的有視力的視野與視力正常的受試者相當。因此,DB 的盲視野敏感度不僅優於他自己的有視力的視野,而且也優於正常視覺。
盲目地意識到
與此同時,DB 報告說,當 Gabor 斑塊呈現給他的有視力的視野時,他沒有任何意識(證實他基本上是在猜測它何時出現)。然而,DB 對呈現給盲視野的 80% 的刺激具有某種主觀意識。DB 解釋說,這種意識與視覺完全不同;相反,他將其描述為“感覺好像有一根手指穿過螢幕”。
有趣的是,在研究人員隨機交替將圖案呈現給盲視野或有視力的視野的試驗中,DB 對看不見的圖案的意識消失了。DB 報告說,只有在研究人員首先反覆將 Gabor 斑塊顯示給盲視野,然後在第二個 30 次試驗中切換到有視力的視野的試驗中,他才意識到 Gabor 斑塊的存在。也就是說,DB 對刺激的意識似乎取決於他預測刺激會出現在盲視野中的能力——因此也取決於他期望他無法真正看到它。
當然,意識到某物的感覺與真正看到它不同。由於 DB 有意識但看不見,因此他受損的大腦區域 V1 可能僅對視覺感知的感覺至關重要,而對主觀意識並不重要。因此,如果您 V1 受損,您可能會意識到很多您看不到的東西。
儘管如此,並非所有關於盲視的研究都表明患者意識到看不見的視覺刺激。對一位名為 GY 的盲視患者的測試表明,他檢測符號的天賦並未伴隨有意識地預測(和押注)其表現的能力 [參見卡斯帕·莫斯曼 (Kaspar Mossman) 的“把錢放在你的想法上”;大眾科學思維,2007 年 4 月/5 月]。
DB 可能是一位特別有天賦的患者。從他所有的經驗來看,他可能已經培養出一種直覺,可以感知到何時會發生某些事情——並且可能已經學會相信自己的直覺。因此,DB 可能代表了一種現象的頂峰,在這種現象中,導致失憶症、閱讀障礙、失明或無數其他困難的大腦損傷或先天缺陷仍然可以留下令人驚訝的殘餘能力。這些啟示為盲人漫畫書超級英雄夜魔俠的傳奇辯解賦予了新的意義:“是啊,告訴他們你也被一個盲人打敗了。”
