愿景:视力如何工作?
愿景是能够用眼睛看到和解释周围的世界。
愿景是一个两部分的过程。眼睛专注于并捕获图像,但在您可以理解您所看到的内容之前,图像需要被大脑解释。
我们的视觉负责我们从五种感官中吸收的大部分信息。我们做的许多动作、完成的任务以及我们进行的人际交往在某种程度上都依赖于视觉。
即使我们的睡眠时间表也受到我们在白天看到的灯光的影响。
在大多数现代文化中,人类视视力高于一切感官。在一项研究88%的受访者认为视觉是他们最看重的感觉。即使这样,我们也很容易认为我们的愿景是理所当然的。一般人的视力是在新生儿时就开始发展的,并在一生中不断使用,很少去考虑它。
但潜入愿景的内在运作,你会发现视力 - 即使是它的局限性 - 是一个令人惊叹的事情。
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视力如何工作
人类的大脑对我们所拥有和感知的每一个想法都是责任 - 包括愿景。但没有眼睛,大脑会没有什么可以解释。
当光线接触到眼睛时,视力就开始了。在那之后,所有的事情都被启动了。
愿景可以最好地简化为以下步骤:
来自外部光源的光,如太阳或人造光,要么直接向你传播,要么从另一个物体反弹,然后向你传播。
灯然后通过了眼睛的自然镜头,瞳孔后面有一个清晰的圆盘状结构。微小的肌肉通过自动调整镜头来协同工作来聚焦光线。弯曲的镜头将光线“翻转”过来。
光穿过眼睛玻璃液并降落在视网膜,在眼睛后面的一层薄薄的组织。
视网膜上有数以百万计的感光细胞棒和果糖对光反应。杆细胞大部分激活到外围(侧面)视觉中的低光和光,而锥体激活颜色,明亮的光线和小细节。
来自视杆细胞和视锥细胞的神经冲动通过眼睛“射出”每只眼睛视神经,一些信号在视交叉。脉冲继电器通过一种叫做侧向果皮核然后向大脑后部移动。
冲动到达视觉皮层在那里,他们是正面朝上注册的。大脑将这些原始信息发送到大脑的其他部位,让你将这批光解读为有意义的图像。
这个过程看起来很复杂,但是眼睛和大脑让它看起来很简单,而且非常快。
研究人员麻省理工学院最近发现大脑可能能够在少至13毫秒(大约一八秒钟)中完全处理图像。这比眨眼所需的时间速度快10倍。
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视力的颜色
一想到“光”,你的脑海里可能就会想到一盏灯的光芒或正午耀眼的阳光。
当光线照射到物体上时,一部分被吸收,一部分被反射。当反射光到达我们的眼睛时,视网膜上的锥细胞就会被激活。
锥体以红色,绿色和蓝色信号的形式反应。大脑将这些信号结合到您在您面前看到的彩色图像。
你所见过的所有光都被称为可见光,即人眼能够感知的电磁辐射光谱的一部分。
在我们眼里,密集的彩虹可能看起来很鲜艳,但它的颜色只代表了一直在我们周围翱翔的辐射中的一小部分。
这就是为什么你可以看到来自太阳的可见光,但不是紫外线辐射这可能会伤害你的眼睛和皮肤。您可以使用X射线机而不看到X射线辐射辐射出来。您使用手机而不看到无线电波的流动进出。
这些都是“隐形光”的所有类型。
这种现象在我们看到的许多照片中显示出外层空间的遥远物体。像NASA这样的太空机构经常将视角与看不见的辐射相结合,以开发我们习惯的醒目照片。
这些NASA图片雪茄星系显示我们可以且看不到的灯之间的差异。
上面的图像只显示了我们的眼睛可以看到的光。它是哈勃太空望远镜在很长一段时间里拍摄的,并微微上色,以模仿银河系在现实生活中的样子。
它自行是一个惊人的形象,但与下面的一个似乎沉闷的图像:可见光与着色X射线和红外线混合在一起。
X射线和红外线“光线”通常会对我们的眼睛看不见。但是,当它被捕获和处理时,它让我们了解我们有限的视野中有多少谎言。
昏暗视觉
人类在完全的黑暗中看不到东西,但他们有夜视。
沿视网膜的杆电池专用于低光设置。当你在黄昏后散步或在户外漫步时,他们对你所看到的大多数人都有负责。但由于他们没有回应颜色,夜视大多是无色的。
夜视对人类来说不是一个快速的过程。当瞳孔扩大使更多光线进入体内后,杆状细胞需要5到10分钟才能发挥作用。他们几乎要花半个小时才能完全适应黑暗。
很多动物都没有这个问题。
有很好的机会,你在夜晚或照片中看到了动物的眼中明亮的反射。除了像鹿和浣熊这样的野生动物外,你可以在狗,猫和马中看到它。
那炫目的色彩是他们的Tapetum lucidum.它们的眼睛后面有一层彩虹色。这是一种方便的进化特征,通过将更多的光反射到视网膜上,帮助它们在黑暗中看清东西。
但大自然也有自己的权衡,人类白天的视力往往比我们的四条腿朋友更敏锐、更丰富多彩。
常见的视力问题
完美的人眼将光线整齐地聚焦在眼睛后部的视网膜上。但人类并非完美无缺,小的视力问题也时有发生。
屈光不正是非常常见的情况,会改变光线照射视网膜的方式。它们包括:
近视:光焦点在视网膜前面太远,导致远处的物体看起来模糊。这通常发生,因为眼球的形状太长了。
远视:光线聚焦过远,超过视网膜,导致近处的物体看起来模糊。这通常是因为眼球的形状太短。
散光:由于角膜或晶状体畸形,光线不能正确聚焦在视网膜上。这可能会导致近处和远处的物体看起来都很模糊。
老花眼:晶状体柔韧性差和周围肌肉弱会导致远视。每个人年纪大了都会这样。
眼镜和隐形眼镜通过改变光线进入眼睛的方式,使其正确聚焦在视网膜上。对于大多数屈光不正的病例来说,它们通常是一种简单的解决方法。
视力的缺失
当某些东西打断视觉过程中的某个步骤时,可能会发生部分或完全失明。与眼睛相关的问题会导致视力下降,但大脑状况和损伤也会导致失明。
开始于眼内或眼周围的视力下降通常是由以下区域之一的问题引起的:
镜头
视网膜
视神经
黄斑(视网膜的中心)
角膜
眼球的形状
当一个人失明时,他们的大脑开始形成新的连接来加强其他感官。随着时间的推移,它们学会依靠这些感官来弥补视力的丧失。
这世界卫生组织世界上一半以上的失明病例是由白内障,眼睛的透明晶状体慢慢混浊。如果不进行手术替换浑浊的晶状体,部分视力下降最终会导致失明。
关爱我们的视力
希腊哲学家亚里士多德曾经写道:“我们喜欢看到,而不喜欢其他的一切。”味觉、嗅觉、听觉和触觉都是人类感知能力的重要组成部分。但2000多年后,我们大多数人都会同意亚里士多德的观点。
为了让我们的视力保持在最佳状态,我们需要照顾它。
这就意味着减少眼睛应变用更少的数字屏幕和更多的自然光。其他时候,这意味着从一天中抽出一个小时来做例行检查眼科医生。
通过保持对眼睛健康的关注,你可以让你的视网膜、晶状体、视杆细胞和视锥细胞在未来的几年里保持最佳状态。
2021年3月更新