二、视觉系统

视觉是最广泛的感觉。它让人提前意识到环境场的变化，并采取相应行为。

1、人眼

在视觉仿生工具方面，照相机与人类眼睛最相近。光线经过晶状体聚焦到视网膜。在视网膜上完成光能向神经活动的基本转换，1.2亿个杆体细胞主要对几乎黑暗的环境起作用，而700万个维体细胞主要对颜色和空间细节的辨认起作用。

来自视网膜的信息，经过一系列不同水平的加工，抽取事物是什么和在哪里的信息，并将这些信息传递到大脑。盲视现象为不同种类的视觉分析提供了依据。也就是说，科学家对视觉研究还有很大争议，例如初级视皮层大约有30个解剖上的亚区域，关于这些亚区域之间相互联系模式的理论也是不同的（Hilgetag et al．，1996）

2、颜色视觉

1671年，牛顿最先提出＂你对颜色的生动经验，依赖于这些物体反射到感觉接受器上的光线＂这种观点。

1800年，杨爵士第一对颜色视觉提出科学理论。他认为正常人的眼睛具有三种类型的颜色感受器，产生心理上的基本感觉：红、绿和蓝。同时他还认为所有其他的颜色都是由这三种颜色相加或相减混合得到的。扬的理论后来得到赫尔姆霍兹的修正和扩展，最终形成了著名的杨一赫尔姆霍兹三原色理论。

18世纪晚期，海林提出了拮抗加工理论。他推测，视觉体验产生于三个基本系统，每种系统包含两种拮抗的成份。这一理论，为后续者郝尔维奇和詹姆士（1974），成功研究色盲色弱问题打开道路。

3、复杂视觉

颜色视觉只是视觉系统应对复杂任务的极小部分。例如，你想抓住飞行中的篮球，或者是避开一个危险物，你必须辨别物体的形状，它们的深度或者距离，以及它们的空间运动。

当下，眼细胞研究以达＂感受野＂精度，己能肯定视觉系统由很多独立的子系统构成，它们分别分析同一个视网膜像的不同方面。不同种类的神经细胞有各自独特的性质，可以产生对颜色、形状、变化、运动和结构的知觉（Livingstone& Hubel，1988；Vinje& Gallant，2000）。

尽管你最终知觉到的是一个统一的视觉形象，但是你对它的视觉是由视觉系统中大量通路协同作用的，这些通路在正常情况下是高度协同的（Merigan& Maunsell，1993）。

休贝尔和威赛尔等诺贝尔奖感觉生理学家，他们推测，复杂视觉细胞都对＂运动＂有＂偏好＂。＂超复杂细胞要求运动的＂物体＂有特定的长度或者特定的运动角度。这些细胞为大脑的更高级的视觉中心提供各种信息，最终由大脑完成对视觉世界中物体的辨认。

虽然高层次神经加工过程中，这些细胞对位置、朝向和运动的偏好的神经机制还末探明，但可以肯定高水平意识阁楼的建设，与高水平运动息息相关。

（本章完）