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视觉盲视的小故事有哪些
科学世界2022-11-28【美食美味】人已围观
盲视现象|“看的见”的盲人,下面一起来看看本站小编科学世界给大家精心整理的答案,希望对您有帮助
视觉盲视的小故事有哪些1
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我们是中科院主管、科学出版社主办,与日本知名科普杂志Newton版权合作的一本综合性科普月刊。
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有一些人,声称自己看不到东西,视力检查结果也显示已经失明,但他们却能下意识地猜到眼前物体的位置、形状,避开路上的障碍物。这到底是怎么回事?
盲视的发现
初听起来,“盲视”似乎是个自相矛盾的术语,既然“盲”了,怎么还谈得上“视”呢?
虽然“盲视”这一术语的提出是20世纪70年代的事,但是人们其实早就发现了这种现象。19世纪末,德国柏林的生理学家赫尔曼·蒙克(Hermann Munk)在和英国生理学家大卫·费里尔(David Ferrier)争论大脑皮层的视觉中枢在哪里时,对狗和猴的枕叶皮层进行了毁损实验。他发现,枕叶毁损可以导致一种他称之为“心灵盲”(mind-blindness)的失明。这些狗还是能“感觉”到东西,避开或跳过障碍物,但是就是认不出这是什么东西。不过因为狗不会说话,所以就无从知道它们是否看到了东西,还是看到了却认不出来。
第一次世界大战的伤兵带来了人的盲视线索。1917年,英国医生乔治·里多克(George Riddoch)和德国外科医生瓦尔特·珀佩尔洛伊特(Walter Poppelreuter)各自独立地发现,有些脑部受伤士兵的视野里有很大的盲区。里多克医生收治过的最著名的一位伤兵是T少校,他被一颗子弹打穿了右枕叶,还坚持战斗了15分钟,然后昏迷了11天。他醒来后发现自己看不清楚盘子中左边的食物,这是因为来自左视野的信号在到达大脑皮层时,第一站就是在右枕叶。回到英国以后,他发现自己虽然看不到左边视野里的东西,但却能觉察到在这个视野里有没有什么物体在动。当他乘火车时,他能感到在视野的左边有什么东西在飞快地运动,但是却看不清到底是什么。他为此烦恼不已。
不过,当时科学家们的兴趣都集中在皮层的视觉中枢在什么地方,以及视野中对象的位置和它们在视觉系统中投射的对应关系,而没有太注意这些奇怪的现象,也没有进行深入的研究。
【看不见】却总是能【猜对】
正式对“盲视”进行科学研究,并首先提出这一术语的是英国神经科学家劳伦斯·魏斯克朗茨(Lawrence Weiskrantz)。20世纪70年代初,他发现了一位病人D. B. 。34岁的D. B. 是一位计算机程序员,有家有室,酷爱音乐,生活美满。但天有不测风云。最初他头疼不断,经神经科医生的诊治,发现他大脑右半球的初级视皮层上长了一个很大的肿瘤。手术切除肿瘤时,不得不切除了很大一块右侧初级视皮层,这使得他的左视野中留下了一块很大的盲区。如果把物体显示在相应的区域,D.B.就会说他看不到。然而他的左侧初级视皮层是完整的,因此他能看到右侧半视野。由于他可以转动头和身体,也可以转动眼球,因此这种偏盲并没有给他的生活带来太大的问题。虽然如此,他还是同意和魏斯克朗茨继续合作,研究偏盲现象。
当把物体放到D. B. 的右半视野里时,他能看到这些东西,也能说出是什么。但是如果放到他左半视野的盲区里时,他就说看不到了。然而奇怪的是,当魏斯克朗茨将方块或菱形二者之一显示在他的盲区中,并一定要他猜测是什么时,他居然能猜个八九不离十。要他猜测放在盲区里面的物体是不是在动,他猜对的次数也比随机瞎猜要高得多。在他的盲区里放一个物体,要他用手指点所在位置或者干脆去拿,他也能相当好地完成任务—虽然他说什么都没有看见。如果在他的盲区里有突然的变化或很快的运动,他也能感到好像有点什么事,但还是说什么都没有看见。当魏斯克朗茨说他做得很好时,他自己都不敢相信,坚持说他只是随便猜的而已。也就是说,从是否意识到看到了物体的意义上来讲,D. B. 并没有看到,因此他是“盲”的;但是从下意识地作出视觉反应的角度来讲,D. B. 又在某种程度上接受到了视觉信息,并且还能利用它来指导自己的行动,因此他能“视”。这样,把这种现象称为“盲视”就不但不自相矛盾,而且还应该说异常贴切。
新老两条视觉通路
那么为什么会有盲视这种奇怪的现象?为什么我们通常见到的盲人并不具有这样神奇的本领?这要从脑中新老两条视觉通路讲起。这里的“新”和“老”是从进化的先后来讲的。
视觉系统中的光感受器都在眼睛的视网膜后壁。光感受器接受外界的光刺激,把光信号转换成电信号,经过一系列处理以后从视神经向脑传送。从每侧视网膜发出的视神经都分成两股,从靠近太阳穴这一侧(颞侧)发出的视神经一直在同一侧脑半球内上行,而靠近鼻梁这一侧(鼻侧)的视神经则在离开视网膜几厘米的名为“视交叉”的地方穿越到了对侧半球继续上行(下图)。视神经在继续上行的过程中,有10%到达中脑的上丘等核团,这是一条进化上古老的视觉通路;还有90%的视神经则到达丘脑的外侧膝状体,在那里交换神经元之后,继续上行到达枕叶的初级视皮层,也可能还有少数上行到初级视皮层之外的其他视皮层,这是在进化上比较新近发展出来的一条通路。从右图可以看出,右半视野的信息在投射到双眼的左半侧视网膜以后,最后都到达大脑左半球;而左半视野的信息最后都到了右半球。因此如果右半球受到损伤的话,那么左半视野来的有些信息就会得不到处理,病人也就看不到了。这就是T少校和D.B.这样右半球初级视皮层受损的病人会看不到左半视野的原因。
这两条视觉通路在功能上是有所不同的。老通路中,上丘主管的是眼睛的运动,由它再上行到达的皮层区,也都是和视觉线索引导下的动作有关的脑区,这些动作一般都是自动行为,并不进入意识。新通路在到达初级视皮层以后还要继续上行到更高级的视皮层,这些皮层活动的结果有的进入意识,有的也不进入(稍后还要介绍)。不过初级视皮层有功能是主体能够意识到他所看到的东西的前提条件。盲视病人由于损伤了初级视皮层,从视网膜来的视觉信息就进入不到和意识有关的脑区,因此病人报告他什么也没有看到;但是他的老通路是完整的,从视网膜来的信息还是能到达上丘,甚至进一步到达在视觉线索指导下采取行动的脑区,因此病人还能执行自动行为。
前几年又有科学家发现,在大鼠中脑内有许多对环境作反应的神经细胞,包括检测空间位置的“位置细胞”、检测自己头朝向的“头朝向细胞”和检测障碍物的“边界细胞”。人的中脑内也可能有类似形式的细胞,这是上丘会对盲视有贡献的可能机制之一。
除了老视觉通路之外,近年来有证据提示,外侧膝状体也可能对盲视有贡献。实验表明,从外侧膝状体也有到纹外皮层(靠近初级视皮层),特别是到负责运动感觉的V5(纹外皮层中的一个区域)的直接联系,虽然其数量要远少于从外侧膝状体到初级视皮层的联系。用功能磁共振检测发现,当初级视皮层完全损伤之后,纹外皮层依然有某些残存的活动,但是如果损伤了外侧膝状体的话,那么这些残存活动也就消失了。因此也不能排除外侧膝状体对盲视的贡献。这些可能机制对盲视贡献的大小还有待进一步研究。
不过无论如何,盲视病人的眼睛必须是好的,这样才能有来自视神经的信息到达上丘和外侧膝状体。如果眼睛损坏了,那么无论新通路还是老通路都接收不到视觉信息,也就谈不上盲视了。普通的盲人正是由于眼睛损伤而致盲,因此不会表现出盲视。
能【潇洒自由行】的盲人
下面是一位两侧初级视皮层都受损的病人的故事。因为他的整个初级视皮层都毁了,整个视野都成了盲区。他的故事更生动地说明了全盲而有盲视的病人会表现出什么样的奇迹。
T. N. 是一位在瑞士为世界卫生组织工作的布隆迪医生。不幸的是,2003年,就在他年过半百的时候,在短短5周之内连续得了两次严重的中风,第一次中风损伤了他的左侧视皮层,第二次则损伤了他的右侧视皮层。后续检查表明,他的整个初级视皮层都已毁坏,所以尽管他的双目依旧完好,但却根本看不到东西,至少他自己是这样说的。
荷兰神经科学家比阿特丽斯·德格尔德(Beatrice de Gelder)对他做了例行的视力检查,按这些标准检查的结果,只能判断他已完全失明。核磁共振的结果表明他的初级视皮层受到广泛的结构性损伤,上丘则是完整的。功能磁共振显示,当给他看东西的时候,他的初级视皮层没有任何活动。也就是说,他的新视觉通路已经在初级视皮层处完全中断,而他的老视觉通路依然完整。
2008年,德格尔德对T. N. 做了一个实验。她领他走进一条杂乱地放了一些东西的走廊里,并告诉他走廊是空的,所以他不需要用探路杖就可以自己穿过走廊。为了安全起见,她请魏斯克朗茨跟在T. N. 的身后以防不测。结果T. N. 顺利地走了下来,避过了所有的障碍,他甚至知道要侧着身子从靠得很近的垃圾桶和三脚架之间挤过去,虽然他完全不知道为什么要侧身。他绕过了地上的纸箱,却并不知道为什么要绕路,更不知道他躲过的是什么,甚至也不知道他前面是否有东西。换句话说,他并没有有意识的视觉,但是他下意识地避开了所有障碍物!
事后他表示,他只是按自己的意愿走,并不是因为知道路上有什么东西。另外,当将惊恐万状的脸的图像显示给他看时,尽管他说什么也没有看见,但却皱起了眉头,而核磁共振表明他的杏仁体有活动。杏仁体是脑中和情绪(特别是恐惧)有关的重要区域。由于他的初级视皮层完全损坏,而他的上丘、外侧膝状体和杏仁体都是完好的,所以他虽然意识不到看到了什么,但还能躲开障碍物,并对有强烈情绪影响的图像做出情绪反应。
德格尔德对T. N. 的神奇表现评论道:“这使我们认识到,即使已经知觉不到看到了什么,也不能有意躲开障碍,人依然还能够做些什么。这告诉我们进化上古老的神经通路有多重要,它们在现实世界中所起的作用要比我们想象的多得多。”“我们视觉的这一部分专门是用来在世界中到处走动和动作,而不是用来认识事物的。我们总是在调用隐藏在脑内的资源,做一些我们以为我们自己做不了的事。”
本文节选自《科学世界》2016年第9期
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视觉盲视的小故事有哪些2
近日,美国哈佛大学最新研究表明,人类大脑处理信息有一个“怪癖”——当某些事情变少或者风险降低时,我们的大脑仍能产生相关的联想,认为担心的事情“无处不在”。那么除了上述现象外,在日常生活中,神秘的大脑还有哪些谜一样的“怪癖”呢?
怪癖一:后背发凉的凝视感
你是否有过这样的经历:正做一件事情或者发呆时,突然感到一丝寒意,似乎有人在背后看你。背后没有长眼睛,这种“直觉”究竟从何而来?
有学者认为,该现象与大脑分区共同处理信息有关。1974年,英国研究员拉里·维斯克兰茨发现初级视觉皮层受损的盲人虽然看不到物体,却能感觉到运动物体的方位及运动方向。他提出了“盲视”这一概念,认为除了视觉皮层这个专门处理眼睛获取信息的脑区外,大脑中十多个不同的分区也会共同处理人体外部信息。因此,即便眼睛看不到东西,大脑中的其他区域仍然能检测到背后的目光,并提供凝视你的人的相关位置信息。
此外,也有部分学者将此类现象归结为“幻觉”或者“妄想”。医学研究表明,某些神经或精神类疾病会导致患者出现很强烈的“背后凝视感”。瑞士联邦理工学院认知神经科学系朱利奥·洛格尼尼团队对12名频繁出现“背后凝视感”的脑疾病患者进行研究发现,他们的大脑前顶叶皮质的布罗德曼7区均出现了异常。而在正常人脑中,该脑区主要负责整合并处理来自身体各处的感觉运动信号。因此,朱利奥团队认为“背后凝视感”很可能是由运动信号紊乱引发的幻觉,并且他们通过一套特殊机械装置在正常人身上成功诱导出了这种感觉。
首都医科大学宣武医院神经内科副主任医师王红星也认为“背后凝视感”是一种“妄想状态”。“妄想是高级思维活动,属于皮层高级功能参与的活动。”王红星告诉科技日报记者,部分人在日常生活中偶尔会出现这种错觉,属正常现象。但如果在意识清醒状态下经常出现这种错觉,那么很可能大脑高级功能已受损。
悉尼大学视觉中心心理学教授科林·克利福德则从进化的角度解释了这种现象,他认为大脑中有一个专门的凝视检测系统,这是一种人类在进化过程中形成的提示性社会机能。“这种认知一直存在。”北京师范大学脑与认知科学研究院博士卜勇对记者解释,“当你独处或高度聚焦的做一件事情时,更容易产生这种感觉”。
“背后凝视感”的成因众说纷纭,但大脑作为承载中枢神经系统的神秘器官,绝不会向我们传递无效信息。相信随着科研人员的深入研究,迟早会揭开这一现象的神秘面纱。
怪癖二:似曾相识的既视感
贾宝玉初见林黛玉时说道:“这个妹妹我曾见过的。”这种“似曾相识”其实也是大脑的怪癖——对从未见过的事物或初次遭遇的场景感觉很熟悉。“幻觉记忆”或“既视感”概括的正是这种主观的体验。
中科院心理研究所助理研究员王蕊在采访中表示,幻觉记忆有两种类型,一种是病理性的,一些患有神经或精神类疾病的病人(例如癫痫病人)会出现此类幻觉;另一种则发生在健康人群中。
那么,到底是什么诱发了既视感呢?
王蕊指出:“既视感的诱发机制可能有许多种,目前观察到的病理性和非病理性既视感现象,在表现和机制上不尽相同。”
调查显示,超过三分之二的人都有过类似现象,在十几岁至二十几岁的年轻人中尤为普遍。记忆系统与颞叶有关,当颞叶遇到某种扰动,就会产生记忆的紊乱。额叶检测到这种紊乱以后,就会强行做出解释,从而引发既视感这种奇怪的感觉。而年轻人的额叶功能更加健全,更容易监测到记忆系统出现的扰动。从这个角度来看,既视感可能意味着大脑在正常工作。
读过的小说、看过的电影也可能与既视感有关,那些残存在记忆中的情节或场景会让大脑误以为眼前的事物已经见过。另外,疲劳或压力会增加产生幻觉记忆的概率。
美国科学家弗农·内普于1983年在《既视感心理学》一文中,将既视感定义为“过去的某段经历对当下造成的错误印象”。这种似曾相识感可能与我们的童年记忆、成长环境、家庭与基因遗传有关。
另一些人则对病理性既视感予以关注。神经科医生、精神分析学家昂耐克·费夫表示,熟悉感让大脑感到安全。当我们看到某个东西时,大脑中会形成图像,并与以前见过的物品图像进行连接。通过再现过往,让大脑产生熟悉感。因而,既视感可以被理解成在必要时大脑进行自我保护的方式。这种保护机制也会在分别或哀悼的情境下出现。
19世纪的神经病学家推测,大脑某个区域的神经元发射失误会影响到既视感,该区域与人的感觉知觉和联想记忆有关。感觉知觉和联想记忆是两个不同的过程,依赖于不同的神经机制,当二者不同步时就导致了似曾相识的感觉。
到底是什么原因导致了既视感的产生,至今尚未有定论。但可以肯定的是,偶尔出现既视感,不必担心,如果频繁出现,可能就要去看医生了。
怪癖三:挥之不去的怪念头
在生活中,人们常常会拼命压制某个念头,却总以失败告终。比如,你越想节食,食物的样子就愈加清晰。这种现象被称为“白熊效应”,又称“反弹效应”,源于美国哈佛大学社会心理学家丹尼尔·文格纳的一个实验。他要求参与者尝试不要去想象一只白色的熊,结果人们的思维出现强烈反弹,脑海中很快会浮现出白熊的形象。
中科院心理研究所副研究员周媛解释称:“这种现象通俗的说是‘不想要的想法’,专业术语称为‘侵入性思维’。”
据维基百科,侵入性思维通常是指不受欢迎、不自觉或令人不愉快的想法或形象进入脑海中。周媛称,侵入性思维挺常见,但若反复出现,可能造成困扰。在医学上,无法摆脱侵入性思维,是焦虑、创伤后应激障碍、抑郁症和精神分裂症的常见症状。
那么,为什么我们越抗拒的事情就越会想呢?
丹尼尔·文格纳提出了独特的解释,即“具有讽刺意味的过程理论”:侵入性思维并非大脑运转的随机结果,它属于压抑过程本身。当人们想要停止某种思维时,首先会刻意地联想其他事情分散自己的注意力。紧接着,思维开始无意识地监视这个过程,因为它想搞清楚:我是否还在想不应该想的事情?这时候,麻烦也跟着来了,当人们有意识地要停止思考某件事情时,无意识过程仍在寻找想要压抑的事。大脑就陷入“怪圈”——循环思考原本想要抑制的念头。
这也是为什么有时候我们想要积极管理思维时,可能会造成更多坏处而不是益处。你越是告诉自己要少吃减肥,就越是容易想起令人垂涎的美味。思维就像一根弹簧,越是压抑越是反弹。所以,当我们想要回避那些恼人的想法时,与其压抑,不如面对。
“通常认为这种侵入性思维和大脑抑制控制功能有关,大脑外侧前额叶皮层是负责这一功能的重要脑区,如果外侧前额叶皮层的抑制控制功能减弱,则不能终止不想要的想法,成为疾病症状。”周媛解释道。
我们知道,外侧前额叶皮层包含额中回、额下回等多个脑区。那么,抑制控制作用与外侧前额叶哪些亚区有关?外侧前额叶皮层亚区是如何通过与其他脑区的合作实现抑制控制的?其信息传导的生理机制又是什么?周媛坦言,尽管对侵入性思维研究得较多,但这些问题依然是个谜。
实习记者代小佩 于紫月
(来源:科技日报)
视觉盲视的小故事有哪些3
中新网上海新闻1月7日电(李姝徵)最近的一场冷空气,虽然让气温“跳水”,却一扫阴霾,让天气格外晴朗。不过,久违的阳光却也带来些“麻烦”。近日,金山辖区一驾驶员在高速公路行驶时,因阳光太“晃眼”而引发交通事故。车主称,刺眼的阳光让他瞬间盲视,一下子什么也看不到,导致事故发生。
刺眼的阳光致司机瞬间“盲视”
1月3日8时21分许,金山公安分局交警高速大队接群众报警,称在S19新卫高速中运河桥路段,发生一起单车事故,一辆黑色小型轿车停在应急车道上,车辆与高速护栏都有不同程度损伤。接报后,高速大队民警干灵伟迅速前往现场。到场后,干灵伟发现,肇事车右前轮部分损伤严重,右前轮已爆胎,驾驶位安全气囊弹出,所幸人员无伤亡。
经询问,肇事车驾驶员王先生称,其一路从江苏驾车入沪,当行驶到事故地点时,因面朝太阳,一束刺眼的阳光让其瞬间“盲视”,导致其行车偏离了车道,撞上了高速路旁的隔离栏和中运河桥的石墩。经调查,警方排除了其疲劳驾驶等因素后,对当事人的事故车辆进行了快处易赔。而车辆因受损严重,无法继续行驶,民警随即联系了拖车。
在处置过程中,干灵伟发现驾驶员王先生将警示标志仅放置在车后20米处,未能有效起到警示作用,且不符合高速上发生交通事故后,应在车辆后方150米以外处设立故障警示牌的规定,故对驾驶员王先生处以罚款200元,驾驶证记3分的处罚。
冬季阳光的“威力”也很大
“本以为夏季阳光刺眼,没想到冬季的阳光也很厉害。”刚经历了事故的王先生说,真正开车上路才发现,冬季阳光的“威力”也很大,经常会出现晃眼晃到看不清路的情况。
对此,高速民警干灵伟解释说,与夏季不同,冬季阳光斜射角度大,开车出行也会出现阳光晃眼的情况,给司机带来不便。
那开车迎着强光时需要如何应对呢?
最简单的就是佩戴太阳镜。开车时戴墨镜既能抵挡刺眼的阳光,充分过滤紫外线,而且能不影响视觉判断,保证行车安全。墨镜要选戴偏光墨镜,因为普通太阳镜只是单纯地使光线变暗,无法过滤和阻隔有害光线。而偏光镜片则可以完全阻隔因散射、反射等各种因素所造成的刺眼眩光。
还有一点容易被大家忽略,就是中控台及风挡下不要放置反光物。经常有人把塑封起来的卡纸通行证放在挡风玻璃处,遇到阳光会反射到风挡上面形成一块块白色,干扰驾驶员的视线,存在一定的安全隐患。因此,不要将反光物品放在影响视线的地方。
此外,冬季雾霾天气较多,几天不洗车,车辆风挡上面就容易附着上一层污物。遇阳光直射时,会严重阻碍驾驶员视线。因此驾驶员驾车出行前要及时清理、擦洗风挡污物。
干灵伟还提醒,冬季通行隧道要格外谨慎。出入隧道时光线条件差异很大,会加重视觉疲劳产生黑白洞效应。因此在阴影和阳光中频繁穿行要小心慢行,保持安全车速和安全车距是前提。
同时,请广大驾驶员牢记,在高速公路发生事故后,要在来车方向150米外(夜间、雨雪雾等恶劣天气应加大到200米)放置三角警告牌以警示后方来车。城市道路上要在来车方向50米处放置三角警告牌。放置警告牌时,驾驶人应在护栏外面向来车方向行走,以便观察后方来车情况。(完)
编辑:李姝徵
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