眼睛将光线倒转投射到视网膜,但大脑无需“翻转”图像就能理解世界。科学实验揭示人类视觉的惊人适应力。

我们的眼睛如何让我们看见世界?答案始于光。无论是烛光闪烁、手机屏幕发亮,还是物体反射的光线,这些光最终都会进入我们的眼睛,开启一段奇妙的旅程。光线首先穿过角膜、瞳孔和晶状体,这些光学部件像精密的镜头,共同将光聚焦到视网膜上,同时调节光强,确保我们看得清晰又不伤眼睛。

晶状体尤其关键,它能根据物体远近调整焦距,这一过程称为“调节”。但有趣的是,光线通过晶状体时会被倒转:来自物体顶部的光落在视网膜下部,底部光则落在上部。换句话说,投射到视网膜的图像实际上是上下颠倒的。那么,大脑是如何让我们看到“正常”的世界呢?

令人意外的是,科学家认为大脑根本不需要将图像“翻转”回来。视觉科学家解释说,图像的朝向对大脑而言并不重要。关键在于,大脑通过神经元的放电模式来“编码”物体信息。这些神经元遍布大脑不同区域,记录物体与周围环境、身体以及运动的关系。只要这些编码保持一致且稳定,我们就能准确感知世界,无需纠结图像是否颠倒。

20世纪30年代,奥地利科学家开展的因斯布鲁克护目镜实验生动验证了这一点。他们让参与者佩戴能将视觉输入上下翻转的护目镜,持续数周甚至数月。实验开始时,参与者举步维艰:他们撞到物体,甚至试图跨过“地板上”的天花板灯,因为世界在他们眼中完全颠倒。但奇迹发生了——大约第五天,参与者的表现开始改善。他们逐渐适应了颠倒的世界,物体看起来恢复了“正确”朝向。随着时间推移,这种适应愈发自然。

以一位参与者为例,他最初连走路都磕磕绊绊,因为在他眼中,桌子像是悬在空中。但几天后,他的大脑学会了重新解读这些倒转的信号,世界又“正”了过来。现代研究进一步揭示,大脑的某些区域,如视觉皮层,负责这种惊人的适应能力。甚至有研究表明,这种适应可能帮助色盲患者感知超出预期的颜色。

这些发现颠覆了我们对视觉的直觉认知。眼睛的确将世界倒转投射到视网膜,但大脑并不在乎。它以自己的方式,将光点的分布转化为熟悉的景象,让我们在无需“翻转”的情况下,轻松漫步于这个复杂的世界。

本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。