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但是,这个理论也有明显的缺陷。
例如,它不能解释红绿色盲。
红绿色盲的患者把光谱的短波部分看作蓝色,把长波部分看作黄色,因而没有红绿经验。
按三色理论,这种患者应该缺乏感红和感绿的视锥细胞。
由于三色理论假定黄是由红绿混合产生的。
因此,缺乏感红和感绿装置的病人,不应该具有黄色的经验,这和病人的实际色觉经验不符合。
后来,科学家提出了对立过程理论,用红绿、黄蓝、黑白等对立过程来解释颜色视觉,这个学说也得到了实验结果的支持。
现代色觉理论倾向于将两种学说统一起来,假定在视网膜上存在三种视锥细胞,分别对不同波长的光敏感,换句话说,在视网膜水平上,色觉是按三色理论提供的原理产生的。
而在视觉系统更高级的水平上,存在着功能对立的细胞,颜色的信息加工表现为拮抗过程。
知识链接
颜色拮抗加工的神经机制
大量神经生理学研究的证据表明,视觉系统在视网膜锥体细胞以上的水平采用了拮抗加工的方式,对神经节细胞和外侧膝状体神经元活动记录显示,有些神经元在一定波长的光刺激中央凹时,可被激活,而在受到另外波长的光刺激时,处于抑制状态。
有研究者发现,金鱼的神经节细胞对白光可产生“开”
“闭”
反应,但是如果受到单一波长的光刺激作用,一个特定的神经元表现为对某一段波长的光刺激做出兴奋或“开”
反应,对另一段波长的光刺激做出抑制或“闭”
反应。
也就是说,一个神经节细胞的“开”
“闭”
反应因光刺激长短的不同而不同。
有研究者把微电极插入恒河猴外侧膝状体的单个神经元中,记录神经元对不同波长光刺激的反应,发现对于有些神经元,所有波长的光刺激都可以引发其兴奋的增强或减弱,但是存在一种对抗性神经元,其神经电活动发放的频率因光刺激的波长不同而发生变化。
某些波长的光刺激可诱发其兴奋,而另一些波长的光刺激则诱发其抑制。
总体显示放电频率与光刺激波长有关。
例如,一类神经元对长波的红光产生兴奋反应,对中等波长的绿光产生抑制反应,称为+红-绿对抗细胞。
采用现代脑成像技术的研究显示,存在以对抗方式反应红绿、黄蓝刺激的脑细胞。
这类神经元对光谱一端的波长产生兴奋反应,对另一端的波长产生抑制反应,以兴奋和抑制方式完成对颜色信息的编码。
这样我们可以把颜色信息在视觉系统的加工分成两个阶段,首先颜色信息在视网膜水平的三种感受器得到初步加工,然后颜色信息传送到视觉系统更高水平的颜色对抗神经元上。
资料来源:高湘萍,2011.
(七)什么叫马赫带?它是怎样产生的?
马赫带是指人们在明暗变化的边界上,常常在亮区看到一条更亮的光带,在暗区看到一条更暗的光带。
例如,当我们凝视窗棂时,会觉得在窗棂两侧各镶上了一条明亮和浓黑的线,即在窗棂的一侧出现一条更明亮的线条,在窗棂的另一侧出现一条更暗的线条。
在观察影子的时候,在轮廓线的两侧也会看到这种现象。
暗的地方更暗,亮的地方更亮。
实际上,亮区的刺激强度一样,暗区的刺激强度也一样,因此我们看到的一亮、一暗的光带不是由刺激强度的实际分布造成的,而是神经网络对视觉信息进行加工的结果。
图3-2说明了马赫带是怎样产生的。
在强刺激(假定为100个单位)的作用下,亮区一侧的细胞A分别接受了来自两侧细胞的抑制(假定为10%),其数值都是10个单位,结果它的输出为80个单位;而细胞B来自亮区一侧的抑制为10个单位,来自暗区一侧的抑制为2个单位,结果它的输出为88个单位,这样就在亮区边界处出现了一条更亮的光带。
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