眼睛真的能看到颠倒的世界吗?这是科学。
我们的眼睛要靠光来工作。我们可以看到的物体要么本身就是光源——比如蜡烛或手机屏幕——要么光线从它们身上反射并进入我们的眼睛。
首先,光线穿过眼睛的光学元件,如角膜、瞳孔和晶状体。
它们共同帮助将光线聚焦到感知光线的视网膜上,同时还可以控制光的强度,帮助我们看得清楚,同时避免对眼睛造成伤害。
镜头的功能是正确聚焦来自不同距离物体的光线。这个过程被称为调节。
在执行这项重要任务时,通过镜头的光线会反转。这意味着来自物体顶部的光线落在视网膜上的光线比来自底部的光线落在视网膜上的光线要低。
因此,从晶状体射出并落在视网膜上的光线确实是颠倒的。但这并不意味着大脑实际上是在“倒退”画面。原因如下。
方向实际上并不重要
虽然与现实世界相比,大脑所解释的光是“颠倒的”,但问题是:这对我们来说真的是一个问题吗?
根据你自己的经验,你可以知道答案可能是否定的。我们似乎可以很好地导航并与世界互动。
那么,图像在大脑的哪个位置被翻转或旋转 180 度以再次成为“正确的上升方向”呢?
您可能会惊讶地发现,视觉科学家根本不反对需要发生翻转或旋转的想法。这是因为我们的大脑如何处理视觉信息。
您感知的物体是通过大脑不同位置的各种神经元(处理信息的脑细胞)的放电“编码”的。这种触发模式是对有关您正在关注的对象的信息进行编码的。该信息考虑了对象与场景中其他所有内容的关系、您在世界中的身体以及您的运动。
只要这些的相对编码都彼此一致且稳定,就根本不需要发生翻转。
我们可以戴着“倒置”的护目镜工作!
几个研究研究了我们如何通过要求人们戴上可以翻转进入的图像的护目镜来适应视觉输入的大幅变化。
这意味着图像可以说以“正确的方式”落在视网膜上,但与大脑所学到的相反。
在 1930 年代,奥地利的两位科学家进行了因斯布鲁克护目镜实验.这些研究的参与者一次戴着数周甚至数月的护目镜,这改变了他们周围世界的样子。这包括将输入图像倒置的护目镜。
可以想象,戴着这些护目镜的人起初发现在日常活动中真的很难过。他们会绊倒并撞到东西。
但这只是暂时的。
参与者报告说,在最初几天里,他们看到的世界是颠倒的,在环境中导航很困难,包括试图跨过在他们看来就像在地板上的天花板灯。
然而,在第 5 天左右,性能似乎有所改善。起初颠倒过来的东西现在看起来是正确的,而且随着时间的推移,这种情况往往会得到改善。
换句话说,随着不断暴露在颠倒的世界里,大脑适应了变化的输入。
最近的研究开始确定大脑的哪些区域参与适应视觉输入的变化,以及我们适应能力的极限可能是什么。
适应甚至可能让“色盲”人看到颜色比预测的要好从他们的状况来看。