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医疗健康

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

2022-02-19 09:05
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乖巧可爱宝
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你知道,你的眼睛每天都会“失明”,或者一天数万次!

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

先别急着做砖。

虽然您不知道,但最新研究证明:

当你盯着某物想看清楚时,你的视力首先会受到限制,你根本无法注意到移动的物体。

这项来自罗切斯特大学的研究已经在PNAS发表。

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

具体而言,该研究指出:

我们的眼睛每天都会产生一种被称为“微眼球运动”的高频行为,伴随着短期的视觉抑制,在此期间我们基本上等同于“失明”。但在此之后,视力将迅速恢复并持续改善,总体视力可暂时提高。

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

到底怎么回事?

什么是微眼球运动?

当我们凝视一个物体时,我们的眼睛似乎静止不动。

但事实上,眼睛一直在做微小的振动,这被称为“微型眼睛”。

微观眼球运动不受主观意志的控制。即使盯着一个点看,它仍然存在:

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

这种频率保持在每秒一到两次,每天可以达到数万次。

要检测微小的眼球运动,您可以尝试凝视以下图像,您会发现它们看起来像在移动:

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

不要低估这些轻微的振动。它们使我们能够更清楚地看到物体的细节。

这是因为尽管我们的眼睛依靠视网膜来收集视觉信息,但只有视网膜中心的一个非常小的区域可以收集高分辨率的信息。

这个区域是视网膜黄斑上的一个小凹。它比其他视网膜区域有更多的感光细胞,因此它具有更高的视觉灵敏度,能够分辨更多的物体细节。

它的面积非常小,所以如果眼睛想完全看到整个事物的细节,它必须稍微移动视线,让凹位的感光细胞接触更多的刺激,因此有微小的眼球运动。

那么为什么微眼球运动与“失明”有关呢?

大幅度的眼球运动会导致暂时的“失明”

这必须回到我们正常的眼球运动行为,也就是说,大大地移动我们的眼睛。

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

△与此类似

在以前的研究中,科学家们发现,大范围的眼球运动会导致暂时的“失明”。

在我们可以意识到的视觉范围内,如果视线突然移动,例如在两个电脑屏幕之间来回观看,在转换过程中视觉能力会突然下降。

这种短暂的视觉抑制现象称为扫视抑制;(扫视抑制)

为什么人类需要扫视抑制?

如上所述,当我们观看高分辨率的事物时,我们会通过微眼球运动不断刷新感光细胞接触的视觉刺激,以避免神经适应;(例如,如果图中的“+”符号持续10秒以上,您会发现颜色逐渐消失):

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

△来源:维基百科Troxler的衰落

然而,过多的视觉刺激是不好的。

特别是当视线快速移动时,如果眼睛不遮挡大量的视觉信息,我们的大脑神经会受到过度刺激,导致头晕,就像在高分辨率游戏中感觉到的“眩晕3D”现象。

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

△眩晕类似于游戏中的“3D眩晕”

因此,在大规模眼球运动中,眼睛需要通过眼跳抑制来阻断视线运动产生的大量信息,以避免眩晕。

在这个过程中,眼睛会出现眼跳抑制,即暂时的“失明”。

然而,以前的研究仍然集中在眼球运动和眼跳抑制上。

科学家们不知道微小的眼球运动本身是否也会产生眼跳抑制,以及它是否会影响黄斑的可见度。

受设备精度的限制,科学家们以前没有进行过与微眼球运动相关的实验。

微小的眼球运动也会产生视觉抑制

但现在,罗切斯特大学的一个研究小组已经获得了高精度和实验设备,并开始探索微眼运动对视力的影响。

研究人员在高帧频屏幕上玩了一个“捉跳蚤”游戏。他们找到了8名测试人员,并在照片中寻找30只电子“跳蚤”的跳动情况。

其中,“跳蚤”是图片上的黑点。每个黑点占据5个点(1/12度)的视角。当黑点变成白色时,表示“跳蚤”跳跃。

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

实验过程如下:黄色x为视线中心,青色线为眼球运动:

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

测试人员首先用1秒的时间来适应“毛发”图片,然后开始“捕捉跳蚤”,即跳蚤跳跃时按下按钮(黑点变白)。

研究人员惊奇地发现,无论是在“跳蚤”转移之前还是之后,参与者都看不到跳蚤,即使他们直接盯着跳蚤可能出现的地方:

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

实验结果表明,微眼球运动也伴随着短暂的视觉抑制,在此期间我们基本上是“盲”的。

无论测试人员的反应有多快,“盲”眼都无法注意到移动的物体。

但短期“失明”后,凝视中心的视力将迅速恢复并持续改善,整体视力也暂时增强:

你的眼睛一天内经历几万次“失明” 只是为了让你看清世界

从实验数据可以看出,微眼球运动后视力恢复非常快。

平均而言,在黄斑区,灵敏度在微眼球运动结束后不到25毫秒内恢复到90%,而在其他区域,灵敏度可以在25毫秒内完全恢复。

在100毫秒的微眼球运动后,视觉敏感性反弹,平均高出12%。

接下来,研究人员计划继续研究视觉抑制和视觉增强之间的关系,并进一步研究这些持续的抑郁调节如何影响眼球运动策略,以及人类如何积极响应这些策略以提高视觉表现。

因此,制造人造眼睛的难度似乎增加了很多。

论文地址:https://www.pnas.org/content/pnas/118/37/e2101259118.full.pdf

参考链接:

[1]https://www.reddit.com/r/virtualreality/comments/9sgjq2/overload_vr_i_do_not_suffer_from_motion_sickness/

[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Troxler%27s_fading

[3]https://www.rochester.edu/newscenter/brief-period-of-blindness-is-essential-for-vision-503232/

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