动物们的神奇感官
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第三节 人眼中的“微电脑”

我们在寻找掌握着人接收外部印象的秘密的神经联系,正如芬德教授在上述实验中所发现的那样,眼中的视网膜是这一链条中的第一个环节。现在,我们要问的第一个问题是:眼睛是如何做到对不同距离之外的东西都能够聚焦的?

有人可能会首先倾向于假设眼睛的工作原理就像一部带有自动测距仪的照相机:指向同一点的两个视轴之间的角度差就是距离的一种度量单位,它被传送到调节眼中晶状体焦距的肌肉上。这种解释对眼睛来说的确是适用的,尽管单眼人士的晶状体是在距离并未得到测量的情况下就做出自我调节的。如此敏锐的聚焦也可以独立进行。焦距总是在不断地拉长与缩短,晶状体总是在不停地伸缩,同时,也在向视差角度调整系统传送关于焦点的信息。这两个系统独立工作,但会互相交换信息。

在聚焦控制和虹膜的“光圈控制”之间,类似的信息交换也在进行着:瞳孔必须随着晶状体焦距的增加而放大,以保持图像的亮度不变。

是否只有一套互补合作的高效跟踪、扫描和伺服系统才能使眼睛为不同的高度、方向、距离、视差、虹膜光圈和图像分析而调整自身呢?还是说眼睛的调节要涉及比这些更多的东西?芬德教授让眼睛跟踪一种方向在有规律变化的运动,即描绘出一条曲线、一系列步子或一条斜坡路的光点的运动。这一实验表明:除了完全掌握上下节奏外,眼睛甚至还能提前约6毫秒就预料到运动方向。就像一门防空炮一样,它能跟踪性地“瞄准目标”。因此,人的眼睛中肯定存在着一台可供其自主使用的能预测运动方向的“微电脑”。

为了找到这台“微电脑”所在的地方,科学家进行了一些相关研究,这些研究偶然发现了一些非常奇怪的事实。这台“微电脑”不可能存在于人脑中,在眼与脑之间传播信息所需的时间太长了。在中等亮度下,落在视网膜上的光需要在30毫秒的反应时间之后才能对神经细胞产生刺激。神经电脉冲又需要5毫秒才能到达脑,而脑又需要100毫秒来消化所接收的信息。这样,人对任何事物的知觉就要在感觉到“事件”的135毫秒之后才会产生。眼的控制过程是不可能允许有这样的延搁的,举例来说,如果真的存在这样的时间延搁,那么,我们就永远都不可能清晰地看到一架飞机。

这就是这台“微电脑”显然就在眼睛内部的原因,确切地说,这台“微电脑”就在视网膜中除视杆细胞和视锥细胞以外的数以百万计的神经细胞中。当用显微镜来观察视网膜时,我们会注意到:它与脑的神经结构有着惊人的相似性。实际上,在演化史上,视网膜曾经是脑的一个组成部分,只是,在演化的过程中,它与脑分离开来了。从胎儿的发育过程中,我们仍然可以看到视网膜与脑的关联。在演化的过程中,视网膜的一部分神经细胞开始专门用来接收光的刺激,而其中数以百万计的其他神经细胞则仍然是正常的神经细胞,正是这些神经细胞承担了眼睛控制的复杂任务。