中央凹张力环假说

大家对下面这个假说有什么想法？
（以下内容版权保留，特此说明）
在眼球结构中，角膜、房水、晶状体、玻璃体以及瞳孔都是固有的眼内折光装置。外界景象光线在到达视网膜上的感光细胞之前，首先经它们的调整。要得到清晰的视觉形象，这种调整是十分必要的。从感光细胞到初级视皮质神经元的神经联系，是种相对固定的关系。也就是说，感光细胞得到什么样的光刺激模式，就会在视皮质形成某种经过变异的对应神经元兴奋网络，只有在此之后，才会发生具有思维意义的皮质神经活动。谁都知道，我们的视觉具有对象恒定性。同一物体，放在视觉可以清晰辨识的不同距离，我们都会有同一对象的认识。在一个画面，几个放大倍数不同的同一形象，也会被我们认作同一。对此可有二种解释：1 、眼内折光装置把对象形象的光线调整后，使落到视网膜的形象不变。2 、视皮质内具有把视觉形象刺激形成的特定神经兴奋模式转化为某种固定神经网络兴奋的活动。虽然这二者可能都在起一定的作用，但前者应该是主要的。如果没有前者的调整，同一个物体的不同距离，那怕是稍有差异，也会在视皮质引起不同的神经兴奋模式。要把同一物体千差万别的视觉神经兴奋模式统一为同一对象，无论在理论上还是技术上都将是不可能的。我们对同一物体的再认是如此直接，不可能还要经过皮质思维活动来实现再认，假如要把已经传到皮质的千差万别的神经兴奋模式统一为同一对象，势必要给一个“智慧小人”留个席位才能解决，让它舒适地坐在某个角落，欣赏感觉传来的各种信息，用它的智慧来决定如何思维。显然，这不是脑科学的方向。以往的观察证实，对感觉思维皮质的任何电刺激，都会有主观感受的产生。一旦皮质神经兴奋模式形成，主观感觉思维过程就已经开始了。
把视觉形象的稳定性主要归之于眼内折光装置有生理学的依据。但对此的解释还需要更深入一点。晶体曲率和瞳孔同时变化这一调节反射，是保证视网膜清晰成像的重要生理机制。如果仅仅认识这一点是不够的，还不能解释视觉形象的同一性。对视觉起决定作用的是中央凹，这里的光感细胞与皮质有一对一的关系。要使主观有稳定的视觉形象，就得形成某种稳定的的视皮质神经兴奋模式，这只有落到中央凹的光形象稳定才能够解决。所以，在中央凹光感细胞和晶体曲率、瞳孔变化之间，存在着一种非思维控制的调节关系。控制晶体曲率变化的基本中枢在控制睫状肌的缩瞳核，控制瞳孔的也是缩瞳核。缩瞳核受顶盖前区和皮质（视皮质和颞叶眼区）的双重控制。皮质对缩瞳核的控制是思维活动参与的有意识行为。目前对顶盖前区与缩瞳核的关系认识主要是对光反射，这实际上只是光比较明显变化时的调节，而且主要影响瞳孔括约肌。完全有理由相信，这一通路对平时落入中央凹形象的稳定也起着重要作用。中央凹实现了对视觉形象敏锐的感受，视锥细胞在这里并不是简单地把电磁波转化的神经兴奋直接向视皮质转送，而要经过从极细胞、节细胞的中转，这期间尚有水平细胞、无长突细胞和网状细胞的参与。通过给光—撤光的细胞活动，侧抑制作用的存在，到节细胞就已经有了反映视觉形象的轮廓特质析出。这种远离皮质思维之前的特质析出并非多余，有重要的生理意义。轮廓特质的析出，意味着在视网膜水平已经有了能反映对象特点的整体电位差的存在，这就是一种张力，具有扩张占居整个中央凹的趋势。这种趋势通过顶盖前区控制的缩瞳核使晶体曲率和瞳孔变化而实现。结果，以中央凹的边界为限，观察对象的形象在视网膜拥有稳定的轮廓特质兴奋模式。这个调节过程是非思维控制的，由皮质前局部神经回路完成，最后输入皮质的已经是稳定的视觉形象。当然，皮质在产生稳定兴奋模式之前，会有瞬间的调节间隙，即“定神”。当某种因素使这个调节机制影响时（如酒精中毒），那么这个“定神”的时间就会延长。这样，我们在不同的距离看到同一形象时，或在同一画面看到大小不等的同一形象时，还是一眼就认出它们的同一性，因为在视皮质产生的特定神经兴奋模式是同一的。对观察对象的远近、大小及局部与整体关系的认识，则来自于关于这一调节过程的信息输入，以及通过对其它途径信息的思维活动的结果。
除了晶体曲率和瞳孔变化，眼球局部调节尚有微颤、扫视、注视等。关于微颤，有个合理的解释：为了避免视疲劳，使反映视觉对象形象特征的光刺激在相邻视锥细胞之间变动，达到最大刺激效果。但是，关于扫视的意义解释却不那么令人信服。扫视角度大小与景物的特征和观察要求相关，扫视时无法形成有效知觉，扫视是无意识的，复杂景物注视与扫视交替进行。注视点多投射到图形轮廓线、交叉或断开处，或在理解和分辨上有意义的部位。注视扫视中枢在网状结构，顶盖前区等处。除了皮质思维控制的随意眼动，一般的注视和扫视是发生在思维之前的自然过程。为什么注视点会落在形象的变化（交叉、断开）处或对理解有意义的部位？对理解是否有意义应该是思维活动的结果。非思维控制的眼动调节的机理和意义是什么呢？运用张力理论对解释这些现象可能会有很大帮助。落入中央凹的形象轮廓特征析出后，就会在轮廓边界形成张力环，张力环除了向中央凹边界扩张趋势，还控制着注视中枢，以保证形象的控制在中央凹之内。形象边界只有封闭状态才是稳定状态。而且边界本身具有闭合的趋势，只有闭合的边界，张力才会平衡。边界的断裂处是产生高张力的位点。局部高张力的存在，会引起注意力集中。
封闭性的破坏就会造成局部高张力，成为下一个注视对象。内部的明显改变也是局部高张力的一种表现。尽管有微颤的调节，轮廓张力最终会逐渐减弱。此时，影响轮廓稳定性的局部高张力就会当作下一个注视目标，扫视就是新旧轮廓交替的中介。激发扫视的是原来轮廓张力的减弱或新特征张力的加强。扫视角度取决于新旧轮廓的距离。扫视的结果是中央凹获得新的视觉对象。新旧对象之间是一种跳跃关系，通过扫视而完成。新旧对象并不是各不相关的两个物体，而往往是整体与局部的关系。局部一旦作为新对象，那么它所占用的中央凹与原整体同样大小的范围，也就是说，脸和嘴、鼻的形象对中央凹—视皮质而言是动用了同样规模的神经元群。当对象是脸时，那么嘴、鼻只是构成脸整体的一个部件，它们的形状并不是主要的，只要保持在适当的位置，与相邻部件有一定的关系就行。一张五官极度夸张的人头漫画，之所以能被人一眼看出是某人，往往是通过抓住某些特征而成功，这些特征就是某个器官特征，某几个器官之间的关系特征。对理解有意义的部位往往也是形象的变异处，即高张力部位。当一个物体成为观察对象时，它的整体轮廓是主要特征，（对于视中央凹而言），决定了视轴、瞳孔和晶体曲率的自动调整。它内部的主要构件，即它内部视觉可感受的明显光差部分是次要特征，决定了扫视的角度、方向和新观察对象的形成。这些特征的析出发生在视网膜水平，通过皮质下的脑干网状结构，顶盖前区等有关部位的控制自动调整活动。实现这些调整的动力，来自于因光差变化而形成的高张力。在视网膜水平发生这种特征析出活动，有的人称之为“眼睛会计算”。对此，已经可以通过“开细胞”“闭细胞”的神经节细胞的活动特点作出合理解释。开细胞的特点是，刺激域越大，反应越小，反之则大。这样，视象世界的断裂处产生高张力就自然形成。视网膜一次又一次地形成关于某一对象的整体、各个重要局部形象特征的稳定的神经兴奋模式，并把这些兴奋张力向视皮质扩张。这里，就称这种在视网膜发生特征析出的理论为中央凹张力环假说。
摘转引自心理学进取之路：http://www.psychapeo.com/show.asp?id=295

关于是否专业一说，本来只是有此一说而已，并无深意。当然，不会因此而影响讨论的内容。视觉领域的专业词汇相对统一，如果一本书有两种用法，那是编书（或是著者）的失误了！
关于“微颤、扫视、注视”之说，我在回帖中并无其为杜撰一说，只是说表达上有些问题而已；况且，我也没有以自己的局限来否定不同说法的意图！
eye movements大致有以下几种：
1）fixational eye movements 注视眼动，可能就是原作者及石悲要表达的意思；其有三
种形式：microsaccades、drift 和tremor。
2）saccadic eye movements
3）pursuit eye movements
4）Vestibular-Optokinetic movements--matain the stability of images on the
retina during movement of the head
5）vergence eye movements

（reference：Amblyopia: Basic and Clinical Aspects. Ciuffreda kJ, Levi DM and
Selenow A. Butterworth-Heinemann. 1991)

所以我的说法没有什么大错误。作者本身没有搞清眼动阿！

本来不想多说了，既然说了，不如多说几句
原文中的主要立论基础是：
“同一物体，放在视觉可以清晰辨识的不同距离，我们都会有同一对象的认识。在一个画面，几个放大倍数不同的同一形象，也会被我们认作同一。”
这种现象却是存在，但我更倾向于认为只是意识的结果，而不是底层的匹配。
脑，对于我而言，是建立在模糊上的精确，而不是一一对应的精确。
正如，作者所说，物体要放在清晰可见的距离内，才有如此现象。为什么要在清晰可见范围内呢？如果是由于中央凹的张力环，那么在清晰可见之外，此环也应该存在阿！为什么此时会导致“恒定性”呢？
更有可能是由于，脑是模糊匹配的，不对单个神经元活动的变化敏感，而对局部或整体（神经元群）活动的变化敏感。在清晰可见之外，此种匹配，如果从概率角度来说，会变得不确定！因此物体的“恒定”认识可能被打破！
另外，我们知道，产生意识（甚或是潜意识，见Nature 2001一文，虽然颇多责难，呵呵），或是更进一步，有视觉时，都会伴随着记忆（工作记忆也好，STM, LTM OR long-lasting memory也罢），这种物体识别的恒定性，必然牵涉到记忆过程。单纯从底层考虑肯定是不完整的。

我不明白为什么从不同侧面看一个物体，不是一个视觉问题？？？难道它是纯粹的意识问题不成？？视觉显然是基础，单纯意识何以解释？

还有一点是，作者提到的物体之类的，如果换成一些表征比较单一的刺激，就不大可能成立了。在电脑屏幕上产生不同放大比例的正方形，你看看你会不会觉得是同一个？？？

其它一些表征丰富的物体就不同了，人脸、纹理清晰的箱子、色彩艳丽的衣服等等。呵呵

今天到此为止，呵呵！

我倒是没有更好的假设，因为，我觉得，暂时没有必要，前人的理论足以应付现在的状况。等那一天科学的发展呼唤新理论的时候，会有人站出来的，呵呵，是我的可能性不大！
当一回看客大概还是可以的！！

bless all!

prism adaptation在成年人（几乎所有）肯定可以建立。不信，你可以试验一下！
我的意思是，如果对物体的辨认基于视网膜机制，那么，在戴上特殊的prism后，在视网膜所成像该和没戴以前完全不同（我记得，我还提过从不同侧面看物体的问题，你好像没有回答），也可以说此时所成之环该不可能一样，对不对？？为什么经过一段时间以后，人们对世界（任何物体）的感知没有发生任何改变呢？？

McCollough effect即使有不同，但我的意思并不在此。对物体的表征应该包括颜色因素，然否？显然张力环也包含颜色因素。那么，颜色改变以后，环改变啦，为什么知觉不变？？？？

从不同侧面物体的恒定性，你将其归结于不同层次，呵呵。你不觉得，这是偷懒么?若然，那你应该在假说中界定其实用的范围。

前面提过，此物体的恒定性知觉多发生在熟悉的物体，对于，抽象的不熟悉的物体，你可以实验一下(你自己肯定不行，会有心理暗示），保证此种效应会大大的减弱，甚或消失。

说起monocular deprivation，提起了我的兴趣。现在还是认为，缝合效应主要反应在竞争以及由此引起的废用或压抑（发生的位点有争论，皮层（V1 or above）与皮层下机制），而不是匹配问题，其视网膜－皮层下基本视觉通路一般认为是好的（争论了几十年了）。

被歪曲的视觉传入在皮层的联系不是重新建立，而是被严重的削弱！！

我想，是否是专业的并不影响讨论内容。专业词汇本来就并不统一，这些所用的词也肯定会有出处的，象皮层与皮质本来就是一回事，可不同的书所用会不同，甚至同一本书里也会有两种用法。
关于“微颤、扫视、注视”之说，也并非杜撰，在《生理心理学》（沈政、林庶芝，华厦出版社）里就有。（saccades,fixation,microtremor)。所以不能以自己的局限来否定不同的说法。
关于从不同侧面看的物体当作同一物体的问题，不是视觉问题，而是在皮质完成的工作，这在接下去的另一篇章中。本篇想解决的是，视觉是如何抓住对象的。尽管假说不一定成立（否则岂不成真理了，哈哈），但问题却还是存在。当我们认定中央凹的神经细胞与初级视皮质成一对一关系时，就会产生大脑是如何对不断变化的视觉刺激形成固定的对象问题。
或许xneuron有更好的假设？

首先，个人觉得，写这个的人可能不是做视觉基础研究的，有些名词翻译和视觉书上的有些不同，如“极细胞”－－我们一般会直接说“双极细胞”或“bipolar cell”；“视皮质”－－我们一般直接说“视皮层”等等。

还有一些小谬误：如“眼球局部调节尚有微颤、扫视、注视等。”！此处可能说的是“fixational eye movements”。有“saccades，microsaccades，drift等等”。目的是主要为了防止“retinal fading”。
又如“为什么注视点会落在形象的变化（交叉、断开）处或对理解有意义的部位？”，作者后面用张力环理论给出解释，但其实很有可能仅仅是因为在所谓“形象的变化（我想是edge而已）处”明暗变化比较明显而已！所谓“有意义的部分”大多也就是“形象变化处（edge）”，呵呵！我想，作者应该好好看一看“visual search”方面的研究！

理论就不多说了，只说一点！
同一物体(或是人）从不同的侧面看，只要你足够的熟悉，一般，我们很有可能都会认为是同一物体。按照上文理论，从不同的侧面，形成的所谓“张力环”应该不一样了吧！文中又说：“在一个画面，几个放大倍数不同的同一形象，也会被我们认作同一。对此可有二种解释：1 、眼内折光装置把对象形象的光线调整后，使落到视网膜的形象不变。2 、视皮质内具有把视觉形象刺激形成的特定神经兴奋模式转化为某种固定神经网络兴奋的活动。虽然这二者可能都在起一定的作用，但前者应该是主要的。如果没有前者的调整，同一个物体的不同距离，那怕是稍有差异，也会在视皮质引起不同的神经兴奋模式。要把同一物体千差万别的视觉神经兴奋模式统一为同一对象，无论在理论上还是技术上都将是不可能的。我们对同一物体的再认是如此直接，不可能还要经过皮质思维活动来实现再认”，那么按照这种理论，岂不是我们几乎不可能把从不同侧面看的物体当作同一物体了？？？
但事实是相反的。所以，两个过程都是很重要的，甚至后面一个过程还是更重要的！其实，本来两个就是一个相互协同的过程，为什么非要割裂他们呢？？



［此帖子已被 xneuron 在 2004-4-3 20:16:54 编辑过］

我这个外行又有热闹看了[em38]

麻烦请教一下，你认为在《生理心理学》（沈政、林庶芝，华厦出版社）这本书里的第188页，关于眼球运动的描述，从专业的角度看，有什么问题吗？

沈老师的书我看了，
个人以为，沈老师描述的相对还是比较清楚的，原作者没有很好理解而已。
“除了晶体曲率和瞳孔变化，眼球局部调节尚有微颤、扫视、注视等”。
首先需要说明，“注视”是一种状态，而不是一种运动形式。注视时的眼动才是！原作者看到沈老师书中说，在两次Saccades之间是注视，然后说注视时有微颤，就认为注视也是一种了，呵呵！！？？？？

沈老师书中所言，注视时眼动有微颤，（我看的教材尚有其它，见上）；而作者把他们同等对待，岂不是断章取义？？

btw：其实，我觉得，沈老师的书那一段（187－188）介绍的逻辑性不是很强！

或许说注视是种状态更好理解。但说注视是一种眼对实现功能的活动也不为过，从广义上讲，也是一种运动形式。所以在沈氏的书中有“在对复杂景物的视知觉形成过程中，注视运动与扫视运动交替进行，注视点较多地投射在图形的轮廓线，轮廓线交叉处或断开处。对于有意义的景物或图形，注视点则多投射到
那些在理解或分辨上富有意义的部分，”
根据本人的理解，书中对眼的调节过程介绍的逻辑性没问题：除了随意运动外，还有其它（不随意的）运动方式，包括扫视（10-80毫秒/次）与两个扫视之间的注视（150-400毫秒），注视时存在微颤现象，扫视不形成知觉，注视形成知觉。还有观察运动物体的眼调节问题。等。
但书上的东西并不等于我们所需要的东西。我们不需要全部照抄已经成熟的理论和结果。这不叫断章取义，而是“用我所用”，对自己的理论没有意义的东西没有必要详细讨论。在楼顶的帖子里，要找的是扫视与视知觉建立的关系模式，找“注视点较多地投射在图形的轮廓线，轮廓线交叉处或断开处。对于有意义的景物或图形，注视点则多投射到那些在理解或分辨上富有意义的部分”的理由，为那本书的整个思维模式建立基础，即从感觉到思维的基础。

所以，我们理解不同，或许是角度或许是要求。
首先，随意运动和非随意运动就是有待商榷的分类问题！
注视和注视运动就不和你争论了，你说的我不能接受，vice versa。“断章取义”也罢，“灵活运用”也好，多讨论无益！

注视点落在什么地方，从根本上说的原因，前面说过，就不说了。 当然，对某些特殊的物体，可能会有其它因素参与。

我不知道，你对我上面的有些问题有何看法》？？