邊策 蕭簫 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
你知道嗎，你的眼睛每天都在經歷“失明”，還是一天幾萬次的那種！
先別急著拍板磚。
雖然你不曾察覺，但最新研究已經證明：
當你盯著一個東西想要看清楚時，視力反而會先受到抑制，完全無法注意到移動的物體。
這項研究來自羅切斯特大學，已經刊登在PNAS上。
具體而言，研究指出：
我們的眼睛每天會高頻產生一種叫“微眼動”的行為，這種行為伴隨短暫的視覺抑制，期間我們基本等同於“失明”。
但在這之後，視力就會迅速恢復、並持續改善，整體視力還能得到短暫增強。
這到底是怎麼一回事？
什麼是微眼動？
我們盯著一個物體時，眼睛似乎是不動的。
但其實，眼睛無時無刻都在做微小的振動，稱為“微眼動”（microsaccades）。
微眼動並不受主觀意願控制，即便凝視某個點時，它也依然存在：
這個頻率保持著每秒一兩次，每天算下來能達到幾萬次。
要想察覺到自己存在微眼動，可以試試盯著下面這張影象，會發現它們看起來像是動的：
別小看這些輕微的振動，它們讓我們能更加清晰地看見物體的細節。
這是因為我們的眼睛雖然依靠視網膜收集視覺資訊，但在視網膜中央，只有一個非常小的區域能收集到高解析度的資訊。
這個區域在視網膜黃斑上，是一個小凹（foveola），比其他視網膜區域具有更多感光細胞，也就擁有更高的視覺靈敏度，能分辨出更多物體細節。
它的面積很小，因此眼睛要想完整看清楚整個事物的細節，就必須輕微挪動視線，讓小凹位置的感光細胞接觸更多刺激，於是就有了微眼動。
所以，微眼動怎麼又跟“失明”扯上關係了呢？
大幅眼動會發生短暫“失明”
這還得先說回我們正常的眼動行為，也就是較大幅度地移動視線。
△類似這樣
在之前的研究中，科學家們已經發現，大範圍的眼動會導致我們暫時“失明”。
在我們能意識到的視覺範圍內，如果視線突然發生轉移，例如在兩個電腦螢幕之間來回看，視覺能力就會在轉換期間突然降低。
這種短暫性視覺抑制的現象，被稱為掃視抑制 （saccadic suppression）。
為什麼人類需要掃視抑制？
上面提到，平時我們看高解析度的東西，是透過微眼動不斷重新整理感光細胞接觸到的視覺刺激，來避免產生神經適應性 （例如圖中的“+”號並持續十幾秒，會發現彩色漸漸消失）：
△圖源維基百科Troxler’s fading
但是，太多的視覺刺激也不好。
尤其是在快速移動視線時，如果眼睛不遮蔽大量視覺資訊，我們的大腦神經就會接收到過量刺激，造成眩暈感，出現像在高解析度遊戲中感受到的“暈3D”現象。
△眩暈感類似遊戲中的“暈3D”
所以，在大幅度眼動時，眼睛就需要透過掃視抑制，遮蔽大量視線移動產生的資訊，避免我們產生眩暈感。
這個過程中，眼睛會出現掃視抑制現象，也就是短暫地發生“失明”。
不過，之前的研究還停留在眼動與掃視抑制現象的研究。
科學家們並不知道，微眼動本身是否也會發生掃視抑制，以及這是否會影響黃斑的能見度。
受裝置精度所限，此前科學家們沒有進行微眼動的相關實驗。
微眼動也會產生視覺抑制
但現在，來自羅切斯特大學的一個研究團隊搞到了高精度而實驗裝置，開始探究微眼動對視力的影響。
研究人員在一塊高幀率螢幕上進行了一場“捉跳蚤”的遊戲。他們找來了8名測試者，在畫面中尋找30個電子“跳蚤”的跳動。
其中，“跳蚤”就是圖片上的黑點，每個黑點佔據的視角為5分（1/12度），當黑點變白的時候，就代表著這個“跳蚤”跳起。
實驗流程具體如下，其中黃色X是視線中心，青色線條是眼動：
測試者先用1秒適應這塊“毛皮”的畫面，然後開始“捉跳蚤”，也就是在跳蚤跳起（黑點變白）的瞬間按下按鈕。
研究人員驚訝地發現，無論是在“跳蚤”轉移之前、還是之後，參與者都看不到跳蚤，即使他們直接盯著跳蚤可能出現的地方：
實驗結果表明，微眼動也伴隨著短暫的視覺抑制，在此期間我們基本上是“失明”的。
無論測試者反應速度有多快，“失明”時眼睛都無法注意到移動物體。
不過，在經歷的短暫的“失明”後，視力就會在凝視中心迅速恢復、並持續改善，整體視力還得到了短暫增強：
從實驗資料可以看出，微眼動發生過後，視力恢復得非常快。
平均而言，在黃斑區域，微眼動結束後不到25毫秒的時間內，靈敏度已恢復到之前90%，之外區域也能在25毫秒內完全恢復。
在微眼動之後100毫秒，視覺靈敏度還有一定的反彈，平均高出了12%。
接下來，研究人員計劃繼續研究視覺抑制與視力增強之間的關係，並進一步研究這些持續的凹陷調節如何影響眼動策略、以及人類如何積極應對這些策略以提高視覺效能。
這麼看來，想要做人造眼睛的難度又提升了不少。
論文地址：
https://www.pnas.org/content/pnas/118/37/e2101259118.full.pdf
參考連結：
[1]https://www.reddit.com/r/virtualreality/comments/9sgjq2/overload_vr_i_do_not_suffer_from_motion_sickness/
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Troxler%27s_fading
[3]https://www.rochester.edu/newscenter/brief-period-of-blindness-is-essential-for-vision-503232/
— 完 —
量子位 QbitAI · 頭條號簽約
關注我們，第一時間獲知前沿科技動態
