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看不清楚?研究发现:移开视线,反而看得更清楚

前瞻网    2021-08-04 11:22

 

当我们注视一个物体时,它的图像不会出现在感光器最密集的地方。相反,它的位置从细胞峰向鼻部和向上略微移动。最近在德国波恩大学德国进行的一项研究表明了这一点,该研究发表在“当代生物学”杂志上。研究人员在20名健康受试者的双眼中观察到这种偏移,并推测隐性的注视行为改善了整体视力。

我们喜欢将眼睛类比成相机,但如果我们观察人类视网膜中光敏细胞(感光细胞)的分布,这种类比就不成立了。在数码相机中,传感器由数百万个均匀分布在传感器表面上的光敏单元组成。这些像素都具有相同的大小并且被均匀地打包。另一方面,在人类视网膜中,有两种类型的像素:视杆细胞和视锥细胞。虽然视杆细胞有助于在昏暗的光线下看到东西,但视锥细胞使我们能够看到颜色和细节。与相机的光感器相比,视锥细胞的尺寸和间距差异很大。在视网膜的黄斑中央凹处,这个一个传递最清晰视觉的专门中心区域,只有视锥细胞存在。在这块微小的区域里,每平方毫米有多达20万个视锥细胞;这个数字在视网膜外围边缘下降到大约5000。

波恩大学医院眼科自适应光学和视觉心理物理学小组的负责人Wolf Harmening博士解释说:“在人类中,中心凹处内的视锥细胞数量各不相同,其中心有一个尖峰。当我们注视一个物体时,我们将眼睛对准它,使它的图像正好落在那个位置——至少,这是目前的一般假设。”

然而,Harmening的同事Jenny Lorén Reiniger发现情况并非如此。她的研究表明,相对于最高视锥密度的位置,固定的物体会以系统的方式向鼻部和向上移动。“我们研究了20个参与者,并在所有参与者身上发现了这种趋势,”Reiniger说。“有些人的偏移量稍大一些,而另一些人的偏移量较小;但方向总是相同的,并且两只眼睛之间对称。一年后,当我们重复测量时,我们也发现了同一个点。”

看不清楚?研究发现:移开视线,反而看得更清楚

研究主要作者 Jenny L. Reiniger 在激光检眼镜上进行测量/Credit:Volker Lannert/Uni Bonn

乍一看,这似乎很矛盾:为什么我们不使用视网膜最清晰的部分来观看?也许这个“妙招”可以让我们为最需要它的图像区域保留我们眼睛的最大分辨率。

“当我们观察水平表面时,例如地板,固定上方的物体距离更远,”Reiniger解释说。“对于我们自然环境的大部分地区来说都是如此。位于更高处的物体看起来更小。以这种方式转移我们的视线可能会扩大视野范围内的视野清晰度。”研究人员推测,这种行为是对用两只眼睛看东西的一种适应。

观察到的图像偏移非常小。“我们能够检测到它的事实是基于过去二十年的技术和方法进步”,Harmening说。波恩的研究人员使用基于激光的自适应光学检眼镜,使他们能够直接看到参与者眼中的各个视锥细胞。“该方法还准确地向我们展示了哪些细胞用于固定物体”,Harmening说,他也是波恩大学“生命与健康”跨学科研究领域的成员,也是波恩医学成像中心的成员。

在人类视网膜中,有多达700万个这种微小的颜色受体,但是当我们专注于一个点时,我们只使用其中的一小部分——可能只有几十个——而且可能在我们的一生中总是相同的。细胞靶向视力测试可能有助于了解哪些对健康和疾病最重要。

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