七君
重獲光明是什么感覺?300年前這個問題引起了哲學家們的興趣。借助現(xiàn)代科技,一些盲人重獲光明??墒?,他們看到的世界和普通人有很大不同。怎么說呢,大部分重獲視力的人懼怕這個世界,因為他們看到的世界和常人太不一樣了。
在人的發(fā)展過程中,存在各個認知和身體機能的發(fā)育關(guān)鍵期。在人生頭幾年,嬰幼兒通過五官體驗和感知世界,學習語言,逐漸變成“人”。如果錯過這個關(guān)鍵期,人的發(fā)展就會受到嚴重阻礙。
May 和兒子
在20世紀60年代前,文獻中有記載的復明的例子只有50來例。不過在這些例子中,大部分患者需要數(shù)月的時間才能重新“看見”。因此在后來的很長一段時間里,研究者們認為視覺完全依靠后天經(jīng)驗。
可是21世紀的研究發(fā)現(xiàn),嬰兒在出生幾小時后就能模仿母親的表情,這說明人類的視覺并非完全依靠后天,出生前視覺系統(tǒng)就應該加載了一些基本的功能。
這些相互矛盾的現(xiàn)象,讓復明的人究竟能看見什么這個問題變得更加撲朔迷離了。2000年時,一個獨特的病例出現(xiàn),而借助現(xiàn)代科技,研究者們發(fā)現(xiàn),復明的人看到的東西是常人無法想象的。
Michael May 是一個命途多舛的奇人。在3歲半的時候,因為化學品爆炸他失去了一只眼睛,另一只眼睛的角膜受損,他完全失明。后來他曾做過幾次眼角膜移植手術(shù),但都失敗了。但是他卻并沒有因此消沉。實際上在年輕時 May 是相當有成就的運動員,他曾3次獲得殘奧會金牌,打破并保持著盲人高山滑雪的紀錄,還曾為美國中情局工作。退役后,他創(chuàng)辦了一家為盲人提供移動 GPS 服務的公司,并且結(jié)婚生子。
機緣巧合下,在他46歲的時候,舊金山的圣瑪麗醫(yī)療中心為他進行了一場史無前例的手術(shù)。這是史上第一例用干細胞修復眼球表面的醫(yī)學試驗。第一次手術(shù)后,醫(yī)生們?yōu)樗浦擦搜劢悄ぁ纱问中g(shù)都很成功,從生理結(jié)構(gòu)上講,他的眼球在手術(shù)后已和常人無異。
2000年3月,醫(yī)生為他摘掉了繃帶。事先得到情報的電視臺工作人員用攝像頭密切監(jiān)視著這一幕。拿掉繃帶的 May 確實看到了光,但他并沒有看到我們看到的世界。實際上在手術(shù)后的頭幾個月里,May 看不出球體和立方體的差別,手術(shù)后他只能看到老婆 Jennifer 的面部基本線條,但是看不見面部細節(jié),也認不出她是誰。
手術(shù)3年后,斯坦福大學和加州大學圣迭戈分校的研究者利用功能性磁振造影和視網(wǎng)膜電圖等技術(shù)研究了他的大腦和視覺系統(tǒng)與常人的差異。研究顯示,May 能認出簡單的圖形(比如圓形和三角形)和色彩,他的空間對比敏感度,即眼睛的分辨率也和普通人無異,但是卻沒有立體感知能力,也就是說他看不出景深。雖然無法判斷景深,但他能分辨物體的運動,他也可以用物體運動時的變化推測它們的形狀。
他也會被一些視錯覺欺騙,比如三色柱視錯覺。但有趣的是,靜止的奈克方塊在他眼中并不是立體的,而是復雜的平面形狀。他也不會被 Kanizsa 三角欺騙。另外,May 的人臉識別也有問題。對他大腦的功能性核磁共振顯示,看到人臉時他大腦相應的腦區(qū)沒什么反應。不過,在看運動的物體時,他的大腦倒是有正常的反應。
這項研究的第一作者、加州大學圣迭戈分校的認知科學家Ione Fine 表示,他的問題不是出在眼球里,而是出在大腦里,他的大腦40多年沒有接收視覺信息,所以就不再運作了。他的奇特視覺直接影響了他的生活。日常物品中,他只能識別出25%。判斷男女性別時,他的正確率也只有70%。他也認不出人的表情和個性,只能靠眉毛的形狀、頭發(fā)的長度、穿的衣服還有步態(tài)來判斷誰是誰。
手術(shù)后3年,May 說:“我使用的主要視覺線索是顏色和背景。比如在籃球場上如果我看到橙色的東西,我想它應該是圓的。但是我其實看不出它是不是圓形?!?/p>
因為沒有景深的概念,他無法看到透視,在他眼中的馬路也是奇怪的構(gòu)造。比如在我們眼中,高速路上的護欄在遠方匯聚成了一個點,但是在 May 的腦海中它們卻始終是平行的。也因為看不出景深,在馬路上走的時候,他只能靠地標判斷路徑。他說:“我得一幀一幀地學?!?p>
May 和不少從小失明的人即使在復明后也看不到景深
你可能會想,無論如何,有了新的感官就像有了新的工具,日常生活總會方便一點吧。事實并非如此。手術(shù)后,他在滑雪時,因為無法解析看到的畫面,會選擇閉上眼睛,重新啟用失明時的“軟件”。到了2010年,May 的視力依舊沒有進步到和常人一樣的水平,他還是只能看到一些模糊的形狀和動作,在日常生活中需要導盲犬和拐杖的幫助。在接受美國全國公共廣播電臺采訪時 May 表示:“我在不同的情況下會調(diào)用失明模式、視覺模式或者混合模式。人們問我:‘你的眼睛怎么樣了?我想,這只是另一個工具,就和我的狗、我的 GPS 一樣?!?h3>重獲光明帶來煩惱
不過,3歲前May是看得見的,而在這個關(guān)鍵期里大腦的發(fā)育難道被完全抹除了嗎?2010年,斯坦福大學的認知科學家 Brian Wandell 和同事對May進行了進一步的研究,并把結(jié)果發(fā)表在《Neuron》上。Wandell 認為,3歲的兒童雖然能看到許多東西,但是他們的視覺系統(tǒng)還沒有完全成形;實際上,人類出生時的空間分辨率很差,到了6歲左右才達到成年人的水平,而 May 錯過了這段關(guān)鍵的發(fā)育期。
Wandell 說,發(fā)育時,大腦里的神經(jīng)元互相爭奪資源,一些神經(jīng)元搶占了更多的地盤,一些失去了地盤。因為在3歲后的整整43年里沒有接受視覺刺激,他的視覺神經(jīng)元的資源就被其他神經(jīng)元掠奪了,眼球和大腦之間的連接通路可能在這43年里也中斷了。
Kanizsa 三角:在常人眼中,3個黑色的圓被一個白色的三角形覆蓋,但是May 看不出來
當然,May 并不是孤例,他體驗到的光的世界和以往重獲光明的案例雷同。1963年,英國劍橋大學的視覺研究者 Richard Gregory 和同事報告了一個化名為 SB 的患者重獲光明的例子。SB 在10個月大的時候失去了雙眼視力,接受手術(shù)時是52歲。借助新出現(xiàn)的眼庫(接受角膜捐贈的機構(gòu)),醫(yī)生們?yōu)樗脫Q了眼角膜。
和 May 的情況類似,SB 手術(shù)后雖然能分辨簡單的二維形狀,但沒有景深的概念,他也會把奈克方塊看成平面圖,他的大腦也無法把逐漸變小的物體理解成逐漸變遠。在日常生活中,新得的視力也變成了累贅。在過馬路時,因為不理解自己看到的畫面是什么,SB 會閉上眼睛,像還是個盲人時那樣過馬路。
SB 看不出兩張圖片是立體的,也無法覺察兩張圖片有多種立體解讀
重獲光明對盲人來說并不總是一件值得慶幸的事,實際上,在文獻中記載的許多重獲光明的人對看到的現(xiàn)實是感到失望的,許多人因此陷入了抑郁。比如 SB 在復明后的一小段時間里是快樂的,但是卻因為看到了奇怪的東西而逐漸消沉。復明對他來說是一種詛咒而非賜福,他在手術(shù)后不久死去了。
誰也無法預料,被剝奪的在被歸還后是否還能讓人贖回幸福。
(本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學帶回家”公眾號,有刪節(jié))