大脑的颜色-第一部分

我们是如何看到颜色的?到底什么是颜色?
2020年2月20日
提出的凯蒂Haylor
生产凯蒂Haylor

画笔

画笔蘸着黄色和红色

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无论是燃烧的橙色,千年粉,墨黑,暗色,深紫色,颜色无处不在!在2020年2月和3月的《赤裸裸的神经科学》中,我们打开了色彩的颜料盒。在这一集中,凯蒂·海勒将在验光师那里测试她的视网膜,并找出我们最初是如何看到颜色的。此外,还有一些来自当地专家的神经科学新闻……

在这一集里

故事书

01:14 -我们为什么喜欢惊悚片?

加入当地神经科学专家海伦和邓肯的行列,我们一起看一些赤裸裸的神经科学新闻……

我们为什么喜欢惊悚片?
安格利亚鲁斯金大学海伦·凯斯博士;剑桥大学的邓肯·阿斯特博士

知觉心理学家海伦·凯斯(Helen Keyes)本月一直在研究的论文发现,我们更喜欢复仇的故事,而不是宽恕的故事。也许这并不奇怪,因为我们很多人都喜欢惊悚片。这篇论文揭示了为什么会这样……

Helen:当我们接触一件虚构的作品时,我们可以从欣赏的角度来看待它,也可以从欣赏的角度来看待它。我们从自己的观看经验中知道,这并不总是同样的事情。例如,你可能真的很喜欢看《老友记》的重播或《爱情岛》,但从欣赏的角度来看,当你真的想要与叙事产生深刻的有意义的联系时,你可能会看历史纪录片或艺术电影。所以我们知道这些是欣赏艺术的不同方式。这两种方法满足了我们的不同需求。所以享受方法可以满足一些情感需求,一种从叙述中获得满足的低级驱动力。所以从欣赏的角度来看它满足了不同的需求,一种更认知的需求,一种更高层次的需求。

作者对惩罚很感兴趣。这是因为有很多研究都是围绕公正世界假说展开的,这是一种内在需求,我们必须相信世界是公正的,这是我们行为的真正动力。如果我们不相信这个世界是公正的,我们就很难坚持下去,并想着“如果我付出了努力,最后就会有回报”。“如果我不这样做,如果我越过了这个界限,我就会受到惩罚。”我们都相信这个世界是公正的,因此我们都渴望看到正义得到伸张。这些作者让206名学生阅读了一些场景,这些场景要么是报应不足,要么是公平报应,要么是过度报应。当你看到一个同事偷了50英镑的故事时,你会说你去给他们买了杯咖啡。公平的报复应该是,你去他们办公室偷回一瓶50磅的威士忌。而过度报复,你会去偷那瓶50磅的威士忌,还会把病毒下载到你同事的电脑上。

现在参与者必须按下一个按钮来决定他们是喜欢还是不喜欢这个基本的叙述。作者还测量了他们按下按钮的速度。但在每个叙述之后,他们也问参与者他们有多喜欢这个叙述。所以问题是这是不是一个有趣的故事,是不是一个有趣的故事,他们问的问题是对叙事的欣赏。所以,“这是一个发人深省的,感人的,有意义的故事吗?”他们发现人们最喜欢公平惩罚的故事。这符合我们所知道的公正世界假说。人们喜欢别人偷你50英镑,你还能拿回50英镑。在所有选项中,这是最受欢迎的,也是回应最快的,这表明这是一个真正内在的、直觉的决定,“我喜欢这个。这是公平的。” However, when it came to enjoyment, participants enjoyed the over-retribution scenarios significantly more than any of the other scenarios. And on the flip side of that, they appreciated the under retribution or the forgiveness narratives more than the other types of narrative.


所以这表明,虽然我们知道什么是公平,我们喜欢公平,但当涉及到娱乐和享受时,我们喜欢沉溺于复仇的幻想。但如果我们想和某件事有更深层次的有意义的联系,我们会欣赏那种更深刻、反应更慢、更发人深省的宽恕方式。

凯蒂-我觉得这说得通,对吧?因为当你在谈论小说时,你处于一个安全的空间,你可以在报复方面超越极限。

海伦:这当然解释了为什么电影和书中有那么多复仇情节,而在现实生活中,复仇情节并不常见。我们的生活通常不会以复仇为中心。它与许多关于观看恐怖电影和恐惧体验的研究有很好的联系,或者沉迷于这些高度紧张的情绪。就像你说的,我们喜欢在安全的地方做。所以你在看复仇的故事,即使你知道这是不公平的,这不是你想在现实生活中看到的,在这个安全的控制环境中,沉浸在这种强烈的情绪中感觉很好,就像我们可能喜欢害怕一样。

关于激发的转移也有很多要讲的。当你看到一些让你感到害怕或兴奋的东西时,那种感觉,那种兴奋,心跳加快,这些反应会在之后转化为更积极的经历。所以,如果你稍后和朋友出去玩,这种增强的兴奋感真的会转化为一种积极的体验。

凯蒂-邓肯?

邓肯:我想知道这在文化上有多大的特殊性。每个人都认为同样的事情是公正的还是不公正的?我可以想象,在世界上的某些文化或社会中,他们所认为的正义实际上要严厉得多。

海伦:是的。我认为,对人们来说,内在和自然的是对正义的渴望。但你说的完全正确。人们对公正的看法在文化上是非常依赖的。关于公正世界假说的大量研究深入探讨了这一点,你所认为的正义是非常依赖文化的。但不变的是,人们想要看到他们所看到的东西的动力是不变的。

剑桥大学认知神经科学家邓肯这个月一直在研究的论文深入研究了青少年的大脑。

邓肯:传统上,大约在二三十年前,我们认为人类的大脑发育在童年末期就结束了。所以当一个人10或11岁的时候。但我们现在知道,实际上大脑在整个青春期继续发育和变化,青春期被定义为青春期和成年独立之间的一段时间,通常被认为是在25岁左右....我以为你会问我问题,但你没有!

凯蒂-不,我要把我的年龄排除在面试之外!

邓肯:所以现在我们知道大脑在这段时间内继续发育,有一些非常有趣的问题要问。那么它是如何持续变化的,为什么呢?这些变化与行为变化有什么关系?所以我们知道,当人们从儿童过渡到青少年,再到成年人,他们的行为会发生很大的变化。例如,冒险的倾向改变了很多。这和大脑的变化有什么关系呢?

凯蒂-那他们是怎么调查的呢?他们做了什么?

邓肯:所以他们收集了298名年龄在14到26岁之间的人的数据,每个人都被看了多次,所以这是一项纵向研究。他们每次看到一个实验对象都会用功能性磁共振成像扫描他们的大脑。它能做的是同时追踪大脑多个不同区域的活动波动。通过这些扫描,在多个不同的时间点,在不同的年龄,他们能够测量大脑不同区域之间的连接程度。例如,如果你有两个大脑区域,这两个区域的活动一起波动,即使它们在解剖学上是分开的,这意味着这两个大脑区域在功能上是相互联系的。

所以你可以想象,如果我们在多个时间点对每个人进行扫描,我们就可以绘制出不同大脑区域如何相互连接的变化,随着这个人变老。这就是他们所做的,他们发现在连通性上有多种不同的变化,他们可以把这些变化分为两类。第一类是一组大脑区域,其中强连接的区域变得更强连接。有点像富人变得更富。这些区域与运动控制、视觉、听力技能等有关。但它们可以与第二类大脑区域区分开来,连接良好的区域变得连接不紧密,而连接不紧密的区域随着时间的推移变得更紧密,就好像实际上发生的是这些大脑区域的连接方式发生了重组。

有趣的是,我们所知道的第二类大脑区域与高级思维技能有关,比如对个人事件的记忆,社交技能和社会认知。所以作者能够展示的是在青少年时期有两种不同类型的大脑发育;一些区域变得更加根深蒂固或者已经建立的联系变得更强,而另一些区域则发生了大规模的重组,在这些区域之间有联系。这似乎反映或匹配了认知技能的差异。

凯蒂:人与人之间有很大的差异吗?我想知道你所说的大脑部分是否以不同的速度发展取决于个体。

邓肯:是的,有很大的可变性。你在这样的论文中看到的标题描述的是小组平均结果。但如果你仔细看一下这些数据,你会发现有一些单独的数据点对应于每个参与者,这给了你一个真正的窗口来观察变化。所以有很大的可变性这就是为什么每当我们描述青春期开始和结束的时候,它都是群体平均水平。有些人的青春期结束得更晚,有些人则更早。

凯蒂:你觉得这个结果有多重要?

邓肯-我认为在这段时间里有两种类型的大脑发育的特征是非常非常有趣的,因为你可以想象这些不同类型的发育的基因基础可能是不同的,这可能为研究不同的基因基础提供了一个非常重要的窗口,比如,社会认知或对不同类型的心理健康问题的易感性我们知道在青春期发病。所以我认为这很有趣。

但也有许多未解之谜。例如,可能所有的大脑区域都经历了这个破坏阶段然后是这个保守阶段,实际上作者在这里捕捉到的是与社会认知有关的区域以及额叶皮层和顶叶皮层的区域成熟得慢得多。所以你在它们进入保守阶段之前就捕捉到了它们的分裂阶段。而像运动皮层或视觉区域,它们已经经历了破坏性阶段,它发生得更年轻,现在它们处于保守阶段,这与作者描述的方式有点不同。

蓝眼

我们是如何看到颜色的?
安雅·赫尔伯特教授,纽卡斯尔大学

从你身上的衣服,到自然环境,车辆,建筑——你能想到的,颜色就在我们身边!那么我们到底是如何看到颜色的呢?凯蒂·海勒问安雅·赫尔伯特——纽卡斯尔大学的医生、物理学家和视觉神经科学教授……

Anya -我个人确实发现颜色非常令人兴奋,但我也发现它是探索人类思想和大脑如何工作的一个非常丰富的领域。因为所有这些不同的学科都融入了对颜色的研究,从光的物理学,到眼睛接收光的遗传学,到大脑不同层次的神经元工作方式的生理学,一直到认知,我们如何标记颜色,如何命名它们,然后它们如何与我们的情感联系以及我们如何在日常生活中使用它们。

凯蒂-所以我们要走这条路。我们能从简单介绍一下基本知识开始吗?我现在正看着一个有着非常亮蓝色背景的电脑屏幕。我是怎么把它看成蓝色的?

安雅——你眼睛里的光感受器接收到光信号,并根据其不同的波长成分在蓝色、绿色和红色波段进行分析。视觉通路上的细胞会比较电脑屏幕上的蓝光、绿光和红光相对于背景的亮度。所以当你看到颜色时,你看到的总是你所看到的东西相对于背景的光量。

凯蒂:所以这意味着颜色的质量取决于光源,对吗?

安雅:当然。既然你在谈论你的电脑屏幕,我就把你的电脑屏幕当成光源。当然,我们看到的大多数东西都不是光源,它们是表面。它们吸收从光源照射到它们身上的光,然后将剩余的光反射到眼睛。所以当我们看到物体的颜色时,我们看到的是物体的内在物质特性,使它们比其他物体反射更多的波长。但是射入眼睛的光是光源照射到眼睛上的光和物体固有的反射率的结合。

凯蒂:这是否意味着,如果我们在自然光和人造光下看东西,我们实际感知到的颜色会有很大的不同?

安雅:嗯,照射到眼睛上的光线有很大的不同。如果我拿一个苹果,在蓝色的阳光下看它,它反射到我身上的蓝光会比我把它放在室内,在钨丝灯或烛光下看它时反射到我身上的蓝光要多得多,而钨丝灯或烛光里的橙色光要多得多。所以那个红苹果会反射更多的橙色光到我的眼睛。但是我的整个视觉系统所做的,从眼睛到大脑的高层,是过滤掉照射在苹果上的光线的差异。这样我就可以继续看到红色了。

凯蒂:问题是,如果我们走到外面,光源不是恒定的,你可能会遇到云或其他变化。那么,我认为是红色的东西是如何保持红色的呢?

安雅:就像你说的,看到苹果是红色的整个现象,在巨大变化的光照条件下,是由于这种现象,我们称之为颜色恒常性。它深深植根于我们看待颜色的方式,深深植根于我们的整个视觉系统,人类的视觉。我们不断地适应和补偿照射在物体上的光的这些变化。

凯蒂:那么大脑是如何做到这一点的呢?

Anya -它被认为在多个层面上做很多不同的事情,从简单地调整眼睛中光感受器的灵敏度开始,所以如果房间里所有的光突然变得很红,眼睛中所谓的红锥细胞会调整它们的灵敏度来补偿照明的变化,保持物体发出的光相对稳定。或者保持光信号对来自物体的光的响应相对稳定。如果有更多的红光从他们身上发出,但这是由于照明,你想要降低你对它的敏感度,这就是眼睛里的感受器所做的。


但不仅仅是眼睛,大脑也在不断地评估和调整这些照明的变化。这可以包括一些水平,比如记忆力。因此,我对香蕉的记忆颜色是黄色的这一事实可能有助于我适应照明颜色的变化,因为我可以将香蕉在这一时刻反射的光与我所知道的颜色进行比较,根据我的记忆颜色。然后根据光照的变化进行相应的校准。

凯蒂-太不可思议了。我想那是无意识的,对吧?那是在表面之下发生的!

安雅:是的,这是完全无意识的。我们完全没有意识到。我们的大脑在日复一日,毫秒到毫秒的视觉中所做的事情非常非常惊人。色彩恒常性是一种非常非常复杂的迷人现象,我们知道这是人类大脑的一项巨大成就,因为让相机实现同样的功能是非常困难的。

颜色

20:33 -测试色觉

色觉测试包括哪些内容?

色觉测试
Sonam Ruparelia,安格利亚鲁斯金大学

安格利亚鲁斯金大学眼科诊所的验光师和色觉博士生Sonam Ruparelia将凯蒂·海勒的视锥细胞放在隐喻显微镜下进行色觉测试。

索南:我们在眼科诊所的色觉实验室里,所以我们在这里进行了一系列的色觉测试。对于那些想要进行职业色觉筛查的人来说尤其有用,如果有人被确定有色觉缺陷,那么我们也可以在这里测试它的程度。

凯蒂-其实并不是每个人都有红、绿、蓝三色的视锥细胞。

索南:这就是我们有更严重色觉缺陷的地方。所以有些人有两种,而其他人只能检测到灰度视觉。对于那些有两个视锥细胞的人来说,他们仍然可以探测到一系列的颜色,但与具有正常色觉的人相比,它们往往是不同的。从已经开展的研究来看,男性的患病率肯定更高。色觉缺陷是一种隐性疾病,因为男性有X染色体和Y染色体。如果这种先天缺陷位于X染色体上,他们很可能患有这种疾病。对于女性来说,因为她们有两条X染色体,有一种可能性,因为这是一种隐性疾病,如果那条染色体不在两条X染色体上,她们可能什么都没有。

凯蒂-你要怎么测试我的视力?

所以如果你去眼镜店做视力检查,他们很可能会做石原测试。这就是我们今天要用的。这个测试涉及的是在不同颜色的背景上观察特定颜色的数字。

凯蒂-好的。她有点紧张地说。我们开始吧。

索南:好的。所以我们要用的是石原的书,我们要有良好的照明,我们要看看书页,看看我们能看到什么。如果我给你看第一页,看一下,然后告诉我你能看到什么数字。

凯蒂-它看起来像蓝绿色泡泡背景上的橙色。

Sonam -很好。所以当我们测试孩子的时候这个特别好因为这就是我们所说的示范盘子。我们希望每个人都能看到这一点,无论他们是否有正常的色觉。

凯蒂-好的。所以你只是在考验我。

索南:没错。是的。特别适合儿童。尤其是如果他们想戴眼镜的话。他们喜欢说各种各样。

凯蒂-我明白了。哇。所以你不仅是一个验光师,还是一个测谎师!

Sonam -我们努力!你能在上面看到什么数字?

凯蒂-在我看来,这是一个8,粉红色和橙色在气泡绿色的背景上。

Sonam -完美。然后我们翻到下一页。

凯蒂:同样的颜色。看起来是29。

Sonam:很好。因此,与色觉正常的人相比,色觉不正常的人在这个背景上看到的数字可能不同。

Sonam:这和我在2号和9号附近看到的蓝色气泡有关系吗?

索纳姆:对,是的。所以他们不能很好地看到红色。他们会更容易察觉到绿色。如果你想看这个。

凯蒂-所以对我来说,这看起来像一个蓝绿色的5在一个橙色的泡泡背景上,然后它旁边的页面,我想是一个相同色调的3。

Sonam -很好。是的,就是这样。如果我们继续进行这些测试,特别是对于那些在这种测试中挣扎的很小的孩子,我们确实有类似的组合,但是有模式让他们去追踪。同样的,如果我给你们看这个,如果我告诉你们在这个背景上有一个歪歪斜斜的图案,在这个色彩丰富的背景上,你们会同意我的观点吗?

凯蒂-说实话,我觉得这真的很难。我不认为这有什么规律。我什么也看不见。

Sonam -所以色觉不正常的人可以在这里看到一些东西。它的设计不仅仅是为了找出你觉得困难的地方。这个想法也是为了能够看到东西,因为总是有一个动机因素,能够看到一些东西。所以它们又略有不同,我们有一种黑灰色的背景,上面有两个不同的数字和不同的颜色。看看那个盘子。你能看到多少?

凯蒂-对我来说,它看起来像一个红色的2。然后是粉色的6。灰色背景下的26。

索南:当然。对于有特定色觉缺陷的人来说,无论是他们看不清的红色,还是看不清的绿色,他们可能只看到两个数字中的一个,而不是两个数字。

对我们来说,我们可以平等地看待他们。它们都很容易看到。对于有缺陷的人来说,他们可能只能看到6,而不能很好地看到2。所以要看到它会有一种独特的挣扎。

凯蒂-那是怎么回事?我想有很多不同类型的色觉缺陷,但在这个例子中,你的诊断是什么?有什么问题吗?

所以这个病人肯定有先天性色觉缺陷,无论是红色还是绿色。我们的想法是,它们穿过我们所拥有的背景的所有四个板块。利用这种比例,我们就能确定它可能是红色缺陷还是绿色缺陷。

Katie -虽然提供了信息,但Sonam告诉我石原测试并不是真正的黄金标准。因此,如果验光师怀疑你的色觉不够完美,他们可能会送你去做进一步的检查。说到考试…

Sonam -你的色觉很正常!

凯蒂-好了,那就放心了!话虽如此,我有必要知道我的色觉是否有问题吗?

Sonam -你不一定意识到自己的不足,除非你遇到了一个特殊的场景,你发现自己在挣扎。嗯,很多时候,人们可以度过一生,并没有意识到,直到他们在生活中突然意识到,实际上我真的很挣扎于这个任务。它可以是简单的事情,比如能煮肉或从生水果中分辨新鲜水果,不能分辨出那些颜色。所以它可以是我们习以为常的日常生活活动。

凯蒂:你一生中都不会有色觉问题吗?你是不是生来就有两个锥体而不是三个?

Sonam -你可能通过生活获得或获得的这种缺乏症通常是一种蓝黄色缺乏症。在某些情况下,通常被称为红绿缺乏症可以通过眼部疾病获得。所以如果眼睛后部出了问题,但即便如此,蓝黄色也更容易出现:如果眼睛后部出了问题,就会出现这种情况。

凯蒂:这和年龄有关吗?

索南:很多时候,是的。所以像黄斑变性这样的事情在人们变老的时候更容易发生。同样的,像白内障,也是一种与年龄有关的过程,也可能有其他的系统性疾病。比如糖尿病。如果有糖尿病视网膜病变,也就是眼睛后部出血,那么这也可能导致色觉的变化。

凯蒂:那么在这种情况下,你的慢性疾病可能会对你的视力造成影响。有没有可能颜色视觉的变化实际上是视觉系统中更大问题的症状?

索南:是的。有时它可以表明有别的事情正在发生。之前我们提到过红绿色觉缺陷是先天性的,人们天生就有。然而,有一些情况会对红绿缺陷产生影响,这种情况是后天获得的,非常罕见,但它可能会威胁到生命,例如,它可能表明大脑中存在高压,这种情况可能会突然出现辨别红色的困难与以前从未有过这种问题相比。

索纳姆-当一个人有先天性色觉缺陷时,我们无法对这种情况本身做太多的事情来摆脱它。就建议而言,我们最多能做的就是对病情有更多的了解。尤其是对孩子。如果父母被告知他们的孩子有缺陷,那么父母可以承担责任,如何指导孩子的教育朝着特定的职业目标发展。有一些职业,孩子一旦到了那个年龄就不能参加了,因为他们的色觉不正常。飞行员、列车员、消防员:这些工作确实需要非常特殊的色觉,因为它会对自己的生活和其他人的生活产生影响。

凯蒂:有没有证据表明,有色觉障碍对你的教育有影响?

索南:嗯,这就是我们目前正在调查的。之前的研究表明,有色觉缺陷的人在完成任务和活动时会遇到困难,比如在做普通中等教育证书化学或看石蕊试纸时的滴定。因此,那些依赖于使用颜色的任务被认为是一个困难。

凯蒂-我注意到你没有用“色盲”这个词。

色盲实际上是完全看不见颜色。有色觉缺陷的人看到的颜色会发生变化。它们能够探测到的颜色数量有限。色盲意味着完全的灰阶视觉。

凯蒂:从你所说的来看,对于那些确实有困难的人来说,实际上并没有什么可以做的。像你这样的人会建议他们怎么做?这是一种生活方式的适应吗?你能帮忙吗?

Sonam:可以是更简单的事情,比如标签。当我们去杂货店时,如果我们选择苹果,我们会看红苹果,绿苹果。对于有色觉缺陷的人来说,可能会有一些困惑,所以无论是有更多关于这个人想买什么的描述,还是有人在用蜡笔或彩色铅笔。把颜色的名字也写下来会让事情变得容易一些。提高人们的意识并努力改善可访问性是前进的方向。

凯蒂-你有什么关于照顾我们的色觉的建议吗?

Sonam:如果有任何与眼睛有关的原因,最好定期做眼部检查。很多时候,一些获得性缺陷可能是因为你被建议服用的药物而发生的。所以,所有关于健康和安全的说明都是值得一读的,在说明盒的背面或里面的小传单上。同样,当你去做视力检查时,让你的验光师知道你在服用什么药物。有一些药物,我们几乎有危险信号,我们可以再次检查色觉,密切关注事物。那么,这是否意味着更定期的眼部检查,而不仅仅是两年一次的常规检查。这样,如果有什么东西突然出现,我们就可以密切关注它。或者如果我们需要回到全科医生那里讨论药物的问题。

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