用左眼阅读更好?是时候破除「右脑思维」的谬论了
图片:Yestone.com 版权图片库只用左眼或右眼阅读,会影响思维吗?
亲~我觉得你这个涉及左右脑功能偏侧化的想法特别好,不过从实现角度来看有一些神经生理知识需要补充。然后你就会严肃地发现此想法并不可行。
先列个提纲顺手简单粗暴预告下解答,不然给人感觉太长大家可能没耐心看还怨我(委屈对手指中……)
- 阅读时为什么我们得用中央视觉(难道你用周围视野能看清字?)
- “左眼右眼”与“左视野右视野”的关系(真不是一一对应的哟!)
- 左右脑功能偏侧化意义何在(裂脑人研究结论并非放之正常人皆可!)
以下是正文,以下全家都是正文
- 阅读时为什么我们得用中央视野(你用周围视野能看清小字吗)
首先,这个问题我们得从最基本的视网膜如何接收视觉信息说起。
经典教材必备如下图 (科班人士请跟我会心一笑)很好的说明了视锥细胞(Cones)与视杆细胞(Rods)的在视网膜的数目以及密度分布情况。本座明白此图可能对未接受专业训练的同学们信息量较大所以只想强调一点。来~现在大家请跟我一起手戳左图 0 度的中央凹(Fovea),然后放眼向右看横坐标为 0 度那个位置。这时我们会发现视锥细胞在中央凹的密度远远超过红线的其他各点。此特性属于这两种细胞诸多结构以及功能差异性之一,其周边有趣的事儿(Tina 教你夜晚怎么看星星最亮?那裙到底是“蓝黑”还是“白金”?)多的半节课也讲不完呢。所以我决定直奔主题只说和阅读相关的一小部分。
好的,我相信大家应该都知道图片进行有损压缩(比如合并周边相近颜色的像素们)后像素会降低。虽然这个比喻放在视杆细胞这里说原理与机制也许并不是很贴切,不过大家先将就看吧, 也欢迎图像压缩专业人士拍砖补充纠正……
在下图左侧,视杆细胞(分布在视网膜的周边部分)在向双极细胞(Bipolar Cells)及其之后神经节细胞(Retinal Ganglion Cells)的信息传输因其“多对一”的形式导致视觉分辨率与清晰度较低。
相反,下图右侧的视锥细胞(还记得上一段我说的视锥细胞分布在视网膜中心吗?)在此信息传输中走的是“一对一”的形式,所以分辨度和清晰度都棒棒哒。简而言之这就是为什么阅读依赖中央凹高清晰度的视锥细胞的神经学原理。
对于阅读这样非常依赖于清晰度的眼力活儿(不信你找本书将其向左平移半米且依然直视前方,看你还能不能读下去……),下图很直观地告诉我们,当你保持注视中央 X 点时在远近不同位置的字母要放到多大你才能辨别出这个字母是啥 。
观众请坐好,下面我们要开始从视网膜进入大脑的旅程了(随团附赠本座靓脑一只哟)
- “左眼右眼”与“左视野右视野”的关系(真不是一一对应的哟!)
每次做助教都发现临期末还有不少本科生搞不清这一点,对此助教姐姐表示非常不满意!其实这个图 @赵思家 和 @华沙 都有涉及,我就不重复劳动再写一遍作业,大家感兴趣的话请戳下面这个问题哟。
眼睛接收到的信息如何被大脑识别?视觉神经的工作原理是怎样的?
简单附个图,现在本座可以很负责任的直奔主题告诉大家单眼是同时接受左右视野信息的哦。所以就算遮了一支眼,你的单眼(双视野)视觉信息还是会被左右半脑接收。如果一定要展开的话,我会说下图中两只眼睛的左半部(绿色)投射出去是右视野,右视野信息通过视交叉以后(左眼颞侧 + 右眼鼻侧)信息汇聚,最终到达左脑的初级视觉皮层(primary visual cortex, V1),此时的表征还是倒立的呢。然后更奇妙的事情就会发生啦!
下面我要说一个我心心念念做了很久的“视皮层的视网膜拓扑映射” (retinotopy) 然后再接着说之后的高级认知如语言(左脑)、面孔(右脑)的偏侧化加工。用脑成像技术做视网膜拓扑映射其实有分传统的 traveling wave(行波法?是这么说吗?)和近年来很火连本座都用的 population receptive field (简称 pRF,对不起大家这是全篇唯一一处本座觉得翻译不能的,我有搜过看有没有现成的翻译然而大家貌似都是直接说 pRF 的),但这是一种复杂计算模型感觉不适宜在知乎展开。所以(知乎状态下的)本座想了一个很巧妙的办法来说视网膜拓扑映是怎么回事。
当你在脑成像机器里注视下图右上彩轮中心红点的时候,你的左脑的初级视觉皮层会怎样表征这个彩轮呢? 这时候你的左脑对应你的右视野,也就是右上图蓝色虚线顺时针走 180 度到下面橙色中间虚线这一半(还记得上方我说过右视野信息最终到达左脑的初级视觉皮层吗? 这篇文我写都觉得信息量巨大,如果你觉得很烧脑不记得没关系请回看) 。如果这里大家跟不上没关系可以直接跳过看下一部分关于语言与面孔的偏侧化问题。如果你还能跟上的话,我会继续告诉左脑 V1 背侧(也就是我标的 V1 upper 那片小小的地方)表征的是你水平粉红三角中黑色实线往下到橙色中间的虚线右下视野区。然后定位 V2 背侧与 V3 背侧的界限其实就是水平实线与垂直虚线的反复。同理,左脑视觉皮层腹侧(V1-V3)表征的是水平粉红三角中黑色实线往上到蓝色中间的虚线右上视野区。
视网膜拓扑说起来做起来都不易,下面就是本座不疯魔不成活、为求知欲特别强的小众们大开脑洞的后果,顺手附上自己初次登场的大脑!话说千呼万唤始出来的她还有点害羞呢~
以下是最简单粗暴定位 V1-V3 的方法,用上半图水平与垂直刺激相减得到的下半图本座视觉皮层的激活状态。然后就可以在各黄色与各绿色中间画线,得到 V1-V3(此处略去辛苦画图学术狗的日与夜……)
其实关于视网膜拓扑映射问题 @Owl of Minerva 也解释过,详情请见 人的大脑是如何识别某一物体并检测到运动的? - 人工智能
下面我打算更巧妙滴掠过低级视觉皮层与高级视觉认知区域之间的中间区域 (mid-level regions)。以我最喜欢的学术漫画卖萌调侃一下学术界其实并不是很懂这些中间区域具体是怎么工作的……学生写的是,然后有一个奇迹发生了(Then a miracle occurs...)。老师说,我觉得你应该这里展开的更明确一些 (I think you should be more explicit here in step two.)
- 左右脑功能偏侧化意义何在(裂脑人研究结论并非放之正常人皆可!)
终于写到了我们实验室主打项目之一的面孔与文字的偏侧化加工议题啦。机智如我,忽然发现 @赵思家 写过一部分 Visual Word Form Area 的好文 大家快去围观这样我就不自己码字了哈哈哈…… 阅读文字和书写文字时,人脑中的活动是怎样的?
根据下图,大家可能已经看出来我想说关于大脑半球最著名、迄今研究的最透彻的偏侧化便是右脑的对面孔识别,左脑对文字的加工了。然而我想提醒读者,其实并不是说面孔识别专属右脑,文字专属左脑,其实两个半脑都有加工。比如面孔识别只是激活强度上右脑胜出左脑,这些区域包括面孔识别核心系统:枕叶面部区域 (occipital face area, OFA)、外侧梭状回中部的梭形面部区域 (fusiform face area, FFA) 以及外侧颞叶皮层的颞上沟(superior temporal sulcus, STS),以及面孔识别扩展系统:颞叶前部 (anterior temporal lobe)、前额叶皮层 (prefrontal cortex)、杏仁核 (amygdala)、舌回 (lingual gyrus)、脑岛 (insula) 等。
关于偏侧化加工还不得不说的就是大(误)名(导)鼎(群)鼎(众)的裂脑病人实验。 裂脑人右视野呈现刺激时,左脑枕叶向颞叶(韦尼克区, Wernekie's area)以及额叶(布洛卡区, Broca's area)走通了的文字加工路径,所以可以说出“FACE”。而右脑枕叶接受的左视野胼胝体被切除无法传递至左脑,虽然并不能说出看到的是什么,但是如果用左手画出来还是可以的哟。这是因为左右脑的运动皮层是直接控制对侧身体的(和视觉比起来确实略简单粗暴)。具体实验和结果讨论可以去看 http://www.zhihu.com/question/32249169
然而在中间脑桥胼胝题并无减断的正常人状态下,各种大脑活动基本都是在两半球之间的信息交换迅速且综合的结果!不是独立的!不是独立的!不是独立的! (重要的事情说三遍!)
很痛心地说,每个时代都有其思想的局限性。“开发右脑潜力”,“音乐疗法治疗癫痫”,“我们只用了 10%不到的大脑潜能”等等这些刮过的阵阵风潮迄今都可以分分钟破解。北美这边很多教授数年来都通过课堂或媒体等途径致力于破除各种大脑迷思。日本当年的“超右脑”系列也十分疯狂,现在都平息了。现在台湾那边做的也不错,顺手附上我景仰的台湾中央大学认知神经科学研究所所长洪兰老师对“右脑迷思”的看法。
最后重申一下谣言粉碎机,咔咔咔咔咔。从科学的角度,我(包括其他很多认知神经学者 / 学生)可以很负责任的说,坊间有些吹嘘开发右脑潜能神马的绝对不靠谱。希望大家看完此篇后动动脑,用科学的态度武装自己,破除“右脑潜能开发”的谬论。
References
我知道虎头蛇尾不好,但都是些随手搜的图加之我几乎过目就忘的本领……
等我有空我会努力思考复原 reference 这一块的 =.=
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