正常视野像(正常视野图片)

《心理学与生活》摘录

第4章 感觉和知觉

作者/ 理查德·格里格 菲利普·津巴多

第2节 视觉系统

♥视觉是人类和其他动物最为复杂而高度发展的重要感觉。

♥人眼

★眼睛就像一个照相机（见下图），具有收集和汇聚光线的能力。光线穿过角膜（眼睛前部透明的凸起），通过充满房水的前房，再穿过瞳孔（不透明的虹膜上的开口）。

★人眼可以利用虹膜内肌肉的舒张和收缩改变瞳孔的大小（瞳孔是光线进入眼睛的小孔）。

★人眼中，光线穿过玻璃体，最后投射到视网膜上。

图 人眼的结构

角膜、瞳孔和晶状体使光汇聚在视网膜上。视神经把来自视网膜的神经信号送至大脑。

♥瞳孔和晶状体

★瞳孔:是虹膜上的开口，光线通过它进入眼睛。虹膜使瞳孔舒张和收缩以控制进入眼球的光线量。通过瞳孔的光线经晶状体聚焦到视网膜；

★晶状体:反转物体，在视网膜上形成倒置的图像。晶状体具有对近处和远处客体聚焦变化的能力，是人眼中非常重要的构造。

★调节:睫状肌可以改变晶状体的厚度，我们把这种光学特性称为调节。

★具有正常调节能力的个体的观察范围是鼻前7.6厘米到他能看到的最远的地方。

★有些人患有调节障碍。

例如，患有近视眼的人调节范围变近，不能很好地聚焦远处物体；而患有远视眼的人调节范围变远，不能很好地聚焦近处的物体（见下图）。

★老化也会导致调节能力出现问题。晶状体最初是清晰、透明和凸起的。随着年龄的增长，晶状体变得混浊、不透明和扁平，而且渐渐失去弹性。

★一般情况下，当个体年龄超过45岁之后，能够清晰聚焦的最近点，渐渐变远。

图　近视与远视

当来自远处物体的光线聚焦在视网膜前方时，人们会体验到近视。当来自近处物体的光线聚焦在视网膜后方时，人们会体验到远视。照片显示了如果远视眼和近视眼的人的视力没有经过眼镜或起来会怎样。

♥视网膜

★人眼汇集和聚焦光线，再向大脑传递神经信号，眼睛的关键作用是把光波转换为神经信号。这个过程是在眼球后壁的视网膜上完成的。

★从光能到神经反应的基本转换是通过视网膜上对光敏感的锥体细胞和杆体细胞完成的。

★自然界提供了两种加工光线的途径，锥体细胞和杆体细胞（见下图）。

★1.2亿个杆体细胞在近乎黑暗时拥有最佳功能。700万个锥体细胞特别应对明亮而充满色彩的白天。

图:视网膜神经通路

图中显示了连接视网膜上三层神经细胞的路径。光线经过所有这些细胞层到达位于眼球后部远离光源的感受器。

★暗适应过程——从光亮处到光暗处眼睛感受性逐渐提高的过程。

★暗适应的产生是由于在黑暗中停留一段时间后，杆体细胞比锥体细胞变得更敏感，杆体细胞能够对环境中微弱的光进行反应。

★中央凹是视网膜中心一个很小的区域，这个部位只有锥体细胞，没有杆体细胞。★中央凹是视觉最敏锐的区域——对颜色和空间细节的探测都十分准确。

★双极细胞是一种神经细胞，它整合感受器的神经冲动，并传递到神经节细胞。

★每一个神经节细胞都将整合一个或多个双极细胞的冲动，形成单一的发放频率。

★中央凹的锥体细胞将神经冲动传导到神经节细胞，而在视网膜的边缘，杆体细胞和锥体细胞将神经冲动汇聚到相同的双极细胞和神经节细胞。

★神经节细胞的轴突形成视神经，视神经把眼睛外面的视觉信息传递到大脑。

★视盘:每一只眼睛的视网膜上都存在视神经离开视网膜的区域。这个区域称为视盘或盲点，此处没有感受细胞。

★在特殊的注视条件下，通过观看下图可以发现你的盲点。双手拿书，伸直手臂，闭上右眼，用左眼注视银行图片，慢慢地把书移向自己。当美元标志落在你的盲点上时，它就消失了，但是你没有感觉到在你的视野中出现一个洞。相反，你的视觉系统利用周围的白背景填充这个区域，所以你“看到了”白色（它本来是不存在的），却看不到你的钱，你应该在失去它之前把钱存进银行才对！

图:　发现你的盲点

第二个显示盲点的方法是，利用相同的程序注视图中的十字。当把书移向你时，你是否看到线段之间的间隙消失而变成一条连续的线段？

♥大脑的加工

★大多数视觉信息的最后目的地是大脑枕叶上被称为初级视皮层的区域。神经节细胞的数百万条轴突形成视神经，在视交叉处汇合，视交叉的形状像希腊字母χ。每一条视神经的轴突在视交叉处又分为两束。来自每侧视网膜的一半神经纤维仍然会传递到身体的同侧。而来自每只眼睛内侧的轴突将交叉越过中线进入大脑后侧（见下图）。

图:人类视觉系统的通路

图中不仅显示了光从视野投射到两侧视网膜的过程，还表示了从视网膜上获得的神经信息向大脑两半球视觉中枢的传导路线。

★视束:两束神经纤维都包括来自两只眼睛的轴突，重新命名为视束。视束向大脑中的两个细胞群传递信息。

★视觉分析可以分为两个通路，客体识别（客体看起来像什么）和位置识别（客体的位置）

★失认症:脑损伤既能影响客体通路也能影响位置通路，或者两个通路之间的交流，从而产生一些不同的障碍，被称为失认症。

患有失认症的人无法识别或辨认物体和人。

★一个细胞的感受野是接受刺激的区域。如下图所示，对于不同形式的刺激，视觉系统的不同水平上的细胞有着不同的反应强度。

★例如，一种被称为“简单细胞”的皮层细胞对特定朝向的光棒有着最强的反应（见下图）；“复杂细胞”也具有“偏好”的朝向，但是它们还要求小棒必须运动；“超复杂细胞”要求运动的小棒具有特定的长度或者特定的运动角度。

图 神经节细胞和皮层细胞的感受野

视觉通路上细胞的感受野就是接受刺激的视野区域。视网膜上神经节细胞的感受野是同心圆（A，B）；这些视觉皮层上最简单的细胞沿一定朝向被拉伸了（C、D、E、F）。在这两种情况下，对感受野起反应的细胞，对标有“+”号区域的光产生兴奋，对标有“-”号区域的光产生抑制。此外，最令细胞兴奋的刺激，在光导致细胞兴奋的区域（标+号）是光亮的，而在光导致细胞抑制的区域（标-号）是黑暗的。

★例如，如下图所示，一些脑区对有生命的刺激更活跃（如人脸、身体、昆虫和鸟），而其他脑区则对无生命的刺激更活跃（如工具、武器、衣服和椅子）。

图 对有生命的客体和无生命的客体产生反应的脑区

研究者使用fMRI来测量参与者对20个不同类别客体的大脑反应。fMRI数据区分了对有生命的客体反应较强的脑区（A）和对无生命的客体反应较强的脑区（B）。

★人类视觉系统最突出的一个特点是，我们是以不同方式来处理相同的感觉信息，以获得关于形状、颜色、位置和深度的体验。

♥颜色视觉

★对颜色的生动经验，依赖于这些客体反射到感觉感受器上的光线。当你的大脑对光源中的编码信息进行加工时，便产生了颜色知觉。

★波长和色调　

*波长:用于区分不同种类电磁能量（包括光）的物理特性就是波长，也就是两个相邻波峰之间的距离。

*光的波长用纳米（10亿分之一米）来度量，其波长为400纳米到700纳米。

*特定物理波长的光线产生特定的颜色体验，例如，紫蓝色处于光谱的较低端，橙红色处于光谱的较高端。

*光在物理上是用波长而不是颜色来描述的；颜色只是你的感觉系统对波长的解释。

图: 电磁波谱

视觉系统只能感觉到电磁波谱中一个很小的波长范围。波长在图中被放大，即从紫色到红色的区域。

★颜色体验可以从三个维度来描述：色调、饱和度和明度。

*色调:表示对光颜色的定性体验。在只有一种波长的单色光（比如激光束）中，色调的心理体验直接对应于光的波长这一物理维度。

*下图表示了排列成色环的各种色调。相临位置的光波被知觉为相似的色调，这一顺序反映了波谱中的色调顺序。

★饱和度:描述的是颜色感觉的纯度和鲜艳度。纯色有最大的饱和度；柔和、混合及浅淡的颜色其饱和度居中，灰色的饱和度为零。

★明度是对光的强度的描述。白色的明度最大，黑色的明度最小。

★用这三个维度对颜色进行分析时，发现一个惊人的结果：人的视觉能够区分出700万种不同的颜色。但是，大多数人只能辨认出一小部分颜色。

图:　色环

基于相似性对颜色进行排列。互补的颜色处于直线的相对位置上。在中央位置，互补色混合产生中性的灰色或者白色。色调旁边的数字是波谱颜色的波长值，这些颜色处于视觉感受的范围。

*非光谱的色调可以通过短光谱波长和长光谱波长的混合而获得。

*加法颜色混合:各种波长的适当混合将产生白光。这种形式的波长混合称为加法颜色混合。

*互补色:色环上直接相互对应的两种波长，称为互补色。

你想证明一下互补色的存在吗？如下图所示，绿、黄、黑三色旗将会为你展示颜色负后像。

图:颜色的视觉后像

注视绿、黑和黄三色旗中间的圆点至少30秒钟。然后盯着一张白纸或者一面白墙的中央。尝试一下这种视觉后效错觉。

★色盲就是部分或完全不能分辨颜色。如果你是色盲，在观察绿、黄、黑三色旗时不能产生负后像。

★色盲是和X染色体上的基因有关的伴性遗传缺陷。因为男性只有一条X染色体，所以他们比女性更可能出现这种隐性缺陷。女性只有在两条染色体上都有这种基因缺陷的时候，才会表现出色盲。

图:色盲测试

一个不能区分红色和绿色的人将不能辨认隐含在图片中的数字。

★三原色理论:对人们的颜色感觉和色盲提供了一种可能的解释（根据这个理论，色盲者只有一种或两种感受器）。

★拮抗加工理论:所有的视觉体验产生于三个基本系统，每个系统包含两种拮抗的成分：红对绿，蓝对黄，或者黑（没有颜色）对白（所有颜色）。

★颜色视觉依赖于三种颜色感受器。色盲者缺少一种或者多种锥体感受器。

★每对颜色的两个成分是通过神经抑制的方式而实现其对立作用（拮抗）的。

★一些神经节细胞接受来自红光的兴奋性输入和来自绿光的抑制性输入。系统内其他细胞的兴奋和抑制模式是相反的。这两种神经节细胞联合起来，形成了红/绿的拮抗加工系统的生理基础。其他的神经节细胞组成了蓝/黄拮抗系统。黑/白拮抗系统影响我们知觉颜色的饱和度和明度。

2022. 05.24