本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
編者注:本部落格的部分內容先前曾在我們為《大眾科學思想》雜誌撰寫的“幻覺”專欄中出現過。
您的視網膜感光細胞透過神經纖維(超過一百萬根獨立的導線)將視覺訊號傳遞到大腦——這些神經纖維捆綁在一個稱為視神經的結構中,視神經從眼球后部伸出,將視網膜連線到大腦。如果您的感光細胞像任何明智的感覺細胞一樣朝向眼睛前方,神經纖維就會聚集在眼睛後部——感光細胞後面——視神經就可以在不干擾您視野的情況下離開眼睛。然而,在人類視網膜中,連線感光細胞和大腦的迴路聚集在眼睛的中心,因此神經纖維必須再次向下穿過視網膜才能形成視神經。結果就形成了一個無法存在視覺影像的區域。儘管這個區域驚人地靠近您視網膜的中心,但您看不到視覺中的孔洞,因為您的大腦會將其填補。
為了向您自己證明這一點,請先完整閱讀本段,然後嘗試這個練習:伸出雙手,手臂伸直,拇指接觸,然後將兩個食指向上伸直[參見隨附的插圖]。閉上右眼,用左眼看著您的右手指尖。同時,密切注意您的左手指尖。您會注意到它已經消失在您左視網膜的盲點中(如果不是,請在保持兩個拇指接觸的同時上下旋轉您的左手腕,以檢視您的左手指尖消失)。一旦您的手指尖消失,請注意您仍然可以看到它後面的東西!現在誠實地問問自己,您在盲點中是否擁有X射線視覺,還是在盲點中失明?假設您同意您在盲點中確實是失明的,我們現在可以分析大腦如何填補這個孔洞,以瞭解填充是如何工作的。請注意,填充區域看起來像您盲點周圍的區域:您的大腦用可用的最近視覺資訊填充孔洞。然而,該演算法不夠智慧,無法填充您的手指。
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新的研究,於去年八月發表在《當代生物學》雜誌上,現在表明了許多視覺科學家以前認為不可能的事情:僅僅8天的培訓就可以縮小生理盲點的功能尺寸。
這項研究的作者,由澳大利亞昆士蘭大學的保羅·A·米勒領導,培訓了10名實驗物件來指示在盲點外圍顯示的移動刺激的方向。這些視覺刺激由漂移的正弦波形組成,這些波形呈環形顯示,環繞著一隻眼睛的生理盲點中心。
這項培訓在連續20個工作日進行,提高了受試者對方向和顏色的敏感度,因此證明了對即時培訓(運動方向)之外的視覺領域(顏色)的推廣。然而,這種改進並未擴充套件到未經培訓的眼睛的盲點,這表明結果並非由於一般的練習效應。
在培訓之前,盲點的估計範圍為24度視角(將1度視角視為手臂長度的拇指大小)。到培訓結束時,盲點已縮小至21度視角。這種益處表現得非常迅速,88%的改進僅需8天的培訓即可實現。
視覺神經元在視覺世界中具有區域性化的“視窗”,稱為“感受野”。科學家們推測,培訓一定增加了感受野與盲點相鄰或部分重疊的神經元的反應,從而增強了主要來自功能性失明區域內的微弱訊號。他們還提出,類似的培訓方案可能在區域性失明的情況下證明有用,這些失明是由視覺系統的損害或損傷造成的。