剛知道!世界上所有顏色都是大腦「想」出來的!中國科學家解開大腦...

2020-11-24 騰訊網

紅花綠葉、藍天白雲，這些色彩是物體本身具有的，還是來自人的感知？最近，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心王偉研究組和北京大學唐世明研究組合作，詳細描繪出了大腦中的「調色板」是如何給眼睛看到的世界「染」上各種顏色的。昨天（26日）深夜，國際著名學術期刊《神經元》在線發表了相關論文。

早在18世紀，英國科學家牛頓就意識到，光波其實是一種波長在特定範圍內的電磁波，它並不具有顏色。我們之所以能識別出數千種不同的色調，其實是大腦為視網膜感知到的可見光信息所設定的識別標籤。

當我們使用畫圖軟體時，會有不同的調色工具從不同維度來調節顏色：最基本的是通過紅黃藍三原色的不同配比，精準調配出我們所需要的顏色；此外還有顏色的飽和度、亮度的調節等。那麼，大腦中是否也有這樣一個「調色板」呢？

早在十年前，王偉研究員團隊就開始探索這個問題。「大小鼠和貓科動物都感知不到色彩，所看到的只是一個灰度世界。」他說，靈長類動物、部分魚類等動物才具有分辨色彩的視覺，因此實驗難度非常大。隨著研究技術的不斷發展和進步，他的研究團隊一步步勾勒出了大腦認知顏色空間形成的神經機制。

我們的視網膜上有三種視錐細胞，分別檢測短波、中波和長波段的可見光。當一束光射入眼睛時，這三種視錐細胞會分別根據自身波段檢測特點，向大腦發出不同的信號——長波標記為紅色，中波標記為綠色，短波則標為藍色。

「這有點類似衛星導航定位，人們可以根據來自三顆衛星的不同信號，得出自己所處的位置坐標。」王偉解釋道，大腦接收到針對同一束光經過三路不同視錐細胞的信號輸入時，就能合成還原出來自外界的光波信號，並賦予相應的顏色標籤。

不過，在大腦中這三路視覺信號的「調色」過程，還需要通過不同級別的視覺皮層逐步完成。目前，在靈長類視覺大腦腹側通路中，初級視覺皮層（V1），途徑紋外皮層(V2和V4)，到顳側皮層（IT）的各個視覺腦區，都發現了編碼色彩的神經元。色彩在不同等級的視覺腦區中是如何進行加工處理的？尤其在心理主觀層面上的顏色認知空間又是如何形成的？

為探索這個複雜的腦科學問題，王偉與唐世明教授實驗室合作，將雙光子成像等先進技術，用在了該課題的研究上。研究發現，在V1、V2和V4三個連續視覺腦區中，都存在著眾多大小不一離散分布的顏色反應斑點區，編碼不同光波波段的神經元就聚焦這些斑點區內，從而形成了由相鄰色調拼接構成的「色調圖」。這些「色調圖」猶如許許多多大小不等的彩虹，散布在各個視覺大腦表面上。

從神經計算的角度分析，大腦似乎在逐步整合來自視網膜的相互拮抗的視錐神經信號的輸入。「其實，色調信息的處理，除了上面提到的腦區外，還有更高級腦區的參與，由此產生各種神經元反應，並組成了一個複雜的神經計算網絡。」論文第一作者、王偉研究組博士生劉曄介紹，大腦中的顏色標籤非常豐富，我們才得以感受到外界千變萬化的光影交錯，並在不斷升級的大腦信息處理中，將更多主觀感受與外在世界融合在一起。

作者：許琦敏

圖片：中科院腦智中心提供

責任編輯：任荃

*文匯獨家稿件，轉載請註明出處。

相關焦點

  • 剛知道！世界上所有顏色都是大腦「想」出來的！中國科學家解開大腦「調色板」之謎
    最近，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心王偉研究組和北京大學唐世明研究組合作，詳細描繪出了大腦中的「調色板」是如何給眼睛看到的世界「染」上各種顏色的。昨天（26日）深夜，國際著名學術期刊《神經元》在線發表了相關論文。
  • 世界本來沒有顏色？科學家發現大腦中的「調色板」機制
    然而，英國科學家牛頓早在300多年前就意識到，光是無色的，並用稜鏡把陽光分離出七彩光波。我們之所以能看到色彩斑斕的世界，則要歸功於大腦裡的「調色板」。我國科學家近期的一項研究成果，讓我們了解了大腦具有的「藝術家」氣質。
  • 微縮「科學家」的怪脾氣 ——大腦如何主宰五官
    「至高無上」的稱號，應當給大腦。在五官廢寢忘食地搜集外界信息的同時，大腦的神經細胞更為忙碌，通過橫向連接和反饋的迴路，它們飛速地傳遞有用的信息，它們無時不在進行著錯綜複雜的計算⋯⋯大腦，賦予我們的感官豐富多彩的性質和本領，所有這些，科學家們還只是剛剛開始破解。
  • 我們如何看到顏色？科學家發現大腦「調色板」
    然而，英國科學家牛頓早在300多年前就意識到，光是無色的，但用稜鏡能把陽光分離出七彩光波。人們之所以能看到色彩斑斕的世界，則要歸功於大腦裡的「調色板」。我國科學家近期的一項研究成果，能幫助人們了解大腦具有的「藝術家」氣質。
  • 我們如何看到顏色?科學家發現大腦「調色板」
    然而，英國科學家牛頓早在300多年前就意識到，光是無色的，但用稜鏡能把陽光分離出七彩光波。 人們之所以能看到色彩斑斕的世界，則要歸功於大腦裡的「調色板」。 我國科學家近期的一項研究成果，能幫助人們了解大腦具有的「藝術家」氣質。
  • 中國科學家解開大腦「調色板」之謎：所有顏色都是大腦「想」出來的
    2: 報表展現零編碼設計器，提升開發效率，快速響應不斷變化的需求，輕鬆搞定中國式複雜報表、參數查詢、圖表分析、數據鑽取、dashboard等。提供統一的報表訪問和管理平臺，實現精細的權限控制。
  • 「缸中大腦」，我們的世界是否是虛擬的（上）
    大家好，這裡是【把話說】，今天我們來說：缸中大腦。如果說我們現在這個世界是虛擬的，我們身邊的所有人，還有任何物體，那些花草樹木都是計算機中的一段代碼，大家會有何感想？我們可以看見身邊的所有物體，還可以聽見身邊的所有聲音，還可以清晰的記得自己的人生經歷。更重要的是我們還在地殼中發現了幾十億年前的生物化石，我們還可以清晰的看到浩瀚宇宙中無數的繁星，難道這一切都是假的嗎？
  • 終於解開了愛因斯坦大腦僅開發20%開發到極致可用意念控制
    小編今天要說的這位，想必大家都十分熟悉，而他的傳奇也是經久不息，他就是愛因斯坦。 「偷天換日」的腦醫生 愛因斯坦對整個世界作出了很大貢獻。可是在1955年的時候，76歲的他卻因動脈瘤去世，永遠的離開了人世。根據遺囑，他的屍體將會火化掉，骨灰也會灑在一個沒人知道的地方。
  • 光有顏色嗎?其實世界本無顏色,顏色只是我們自己大腦產生的幻覺
    上過初中的朋友都知道，使用三稜鏡可以將白色的太陽光分解出來（也叫光的色散），變成七彩繽紛的顏色：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，也就是彩虹的顏色，確實非常神奇驚豔。比如光從空氣進入水面、進入玻璃面，都不是一條直線直直進入的，而是會在兩種介質交界面發射折射。光從空氣射入三稜鏡，就會在三稜鏡裡面發生第一次折射（偏折），從三稜鏡出來時，又會發生一次折射。
  • 裂腦人實驗:我們的大腦可能不是一個,而是兩個?
    既然人的左右腦半球被切開都毫無影響，為啥人腦還要長一塊胼胝體？要知道，人腦是人體最複雜精密的組織，這種高級組織不會給任何「無用」的功能留出生長空間，為什麼大腦還要「安排」2億根神經纖維去組成胼胝體？癲癇專家們是開心了，腦科學家們卻方了......
  • 大腦意識上傳雲端得永生?你可能想多了
    編者按：生老病死，自古以來都是人世間最折磨、又最難解的悲情。雖然長生不老這種美好的願景幾乎不可能實現，但如今，隨著網際網路、雲計算和人工智慧等前沿技術的發展，圍繞思維永生的相關研究不斷引得眾多科學家關注。比如在身體死亡後，講人的大腦意識上傳到雲端，進入一個虛擬的世界，是否能像一個真實存在的人，能夠通過電話或視頻通話與現實世界中的親人保持聯繫？
  • 科學家發現大腦中的「調色板」
    光的本質是電磁波，本身並沒有顏色。繽紛顏色是大腦的一種主觀創造，是視覺大腦通過對來自視網膜的光譜信息進行加工處理，並賦予不同光譜信息不同的標籤，才讓人類不僅能在自然界更好地生存，而且還感知到一個多彩絢麗的美麗世界。
  • 顏色的形狀:大腦是如何處理顏色的?
    原創 Deborah Devis 神經現實 我們所有人看到的顏色是否相同？大腦對色彩的處理發生在開始觀看顏色的400毫秒之內。有趣的是，他們發現每個人的色彩處理過程都很相似——相似到僅用腦磁圖數據就足以預測志願者們看到了什麼色彩。「數千年以來，人們一直在好奇色彩的組成，」康威說，「色彩的物理基礎，即彩虹，是一個連續的色調梯度，但是人類對色彩的感知卻是離散的。」
  • 科學家解密大腦真相，發揮大腦最強優勢
    大家應該都很好奇，有些人的腦子裡到底裝了什麼東西?科學家很早就發現, 身體尺寸可以預測的大腦尺寸，因為身體越大，需要控制身體的腦組織就越多，像是非洲象的腦，就比人腦還要大三倍。這些實驗都顯示出當人在社會上遭遇分離、排斥、霸凌，這些看似無形的傷害時，其實對大腦來說就跟生理受傷一樣，沒有什麼區別。失去社會鏈結就會讓大腦感到痛苦，那麼產生社會鏈結會讓大腦感到快樂嗎？
  • 大腦開發100%會怎樣?寡姐一路開掛,果然女神都在U盤裡
    科學界一直有一個賦有爭議的觀點：大腦開發學說，就是說我們人類的大腦只開發到了10%，而這個世界上比人類開發大腦更多的生物，比如海豚的大腦開發到了20%，它們就能擁有獨立的聲波定位系統，按照這樣的觀點，如果人類把大腦開發到100%會是什麼樣子呢？今天要講的這部電影《超體》就做了一個超級大膽的設想。
  • 我們是如何分辨顏色的？多虧了大腦中藏著的「調色板」
    繽紛顏色是大腦的一種主觀創造，是視覺大腦通過對來自視網膜的光譜信息進行加工處理，並賦予不同光譜信息不同的標籤，才讓人類不僅能在自然界更好地生存，而且還感知到一個多彩絢麗的美麗世界。大千世界，絢麗多彩。然而，英國科學家牛頓早在300多年前就意識到，光是無色的，並用稜鏡把陽光分離出七彩光波。
  • 大腦的語言可以畫出來
    要知道什麼是思維導圖，首先需要知道什麼是大腦的語言。東尼？博贊說，大腦並不是用英語思考，也不是用中文思考。例如，當一個人聽到「蘋果」這個詞時，他的腦海裡首先反映出的一定是一個蘋果或者與蘋果有關的圖像。圖像和聯想才是大腦自己的語言。而思維導圖是幫助大家用圖像和聯想進行思維的工具，它是一種創造性的、有效的記筆記的方法，它用文字將人的想法「畫出來」。
  • 老太太只能看右邊,人類眼中的世界,可能只是大腦想讓我們看的!
    在人類的身體中，還隱藏著非常多的秘密，大腦就是其中一個，比如為什麼人會有聰明和笨拙之分？為了解開人類大腦的秘密。可以讓人類變得更加聰明。曾經有一個醫生做出了一項非常瘋狂的舉動，愛因斯坦的智商超群，科學研究成果比比皆是，在愛因斯坦死後，他的主治醫生偷偷拿走了愛因斯坦的大腦，目的是希望解開大腦的秘密。
  • 困擾人類的千年謎題被解開?人類意識來自大腦的「能量場」
    一位神經科學的英國科學家稱，人類意識是由大腦的「能量場」產生的，這種能量場來自於該器官神經元的電信號。「意識」一詞的最早使用可以追溯到16世紀。從笛卡爾和洛克的時代起，西方哲學家就試圖理解人類意識的本質：理解它是否有神聖的起源，它是否由物質構成，以及它如何與語言和豐富的生活經驗相聯繫。
  • 最強大腦鮑雲是怎麼練出來的
    時下最熱門的綜藝節目《最強大腦》第二季誕生了唯一一個滿分選手：盲走蜂巢迷宮成功、被稱為「人體GPS」的鮑雲。有趣的是，當節目組聲稱可能找到了世界上最聰明的人時，他卻對本報記者說：不覺得。這是自謙嗎？曾經在2013年接受過錢江晚報採訪的鮑雲言談確實不失謙遜，但卻又是那種不用拍胸脯，就讓你覺得他底氣十足的性格。