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你的大脑如何解码环境中的细节？探索视觉系统的奇妙运作！
视觉处理是大脑使用和解读环境中视觉信息的能力。将光能转换为有意义图像的过程是一个复杂的过程，这一过程涉及多个大脑结构和更高层次的认知过程。在解剖学层面上，光能首先通过角膜进入眼睛，这时光线被弯曲。光线经过瞳孔之后，进入晶状体，进一步弯曲并聚焦在视网膜上。视网膜中有一组称为感光细胞的光敏细胞，这些细胞分为两种类型：视杆细胞和锥细胞。视杆细胞对微弱光线敏感，而锥细胞则能转换明亮的光线。这些感光细胞与双极细胞相连，进而刺激视网膜神经节细胞产生动作电位。这些视网膜神经节细胞在视神经盘处形成束状结构，这是视神经的一部分。来自每只眼睛的两条视神经在视交叉处会合，鼻侧视网膜的神经纤维交叉，这导致每只眼睛的右半视野进入左半脑，而左半视野则进入右半脑。随后，视神经束分叉成两条视觉通路，即外侧膝状体通路和颅脑隆起通路，将视觉信息传送到枕叶的视觉皮层，进行更高层次的处理。
视觉系统的组织具有层次性，具有专门功能的神经结构负责视觉处理。
低层次视觉处理主要关注于确定投影到视网膜上的图像的对比度，而高层次视觉处理则涉及整合来自不同来源的信息，以呈现出意识中的视觉信息。物体处理，如物体识别和定位等任务，是高层次视觉处理的一个例子。高层次视觉处理依赖于自上而下和自下而上的过程。自下而上的处理是指视觉系统利用进来的视觉信息，该信息沿着从视网膜到高层皮层的单行路径流动。自上而下的处理则是利用先前的知识和上下文来处理视觉信息，改变神经元所传递的信息，并改变神经元对刺激的调整方式。视觉通路的所有区域（除了视网膜）都能受到自上而下处理的影响。传统观点认为视觉处理遵循前馈系统，即光线从视网膜传送到高层皮层的单向过程。然而，越来越多的证据表明，视觉通路在双向运作，不仅有前馈机制，还有反馈机制，这些机制将信息在低层和高层皮层之间传递。
各种研究已经证明，视觉处理依赖于前馈和反馈系统的结合。
一些研究表明，早期视觉神经元对其感受野内部的特征和场景的全局上下文都敏感。其他猴子研究采用电生理学方法，发现与前馈和反馈处理相关的不同频率。这些例子显示出早期视觉神经元的灵活性和适应性。高层次视觉区域中的神经元对特定刺激的选择性也得到了证实。研究显示，猴子中中内视觉区，即V5区域的神经元对方向和速度具有高度选择性。
高层次视觉处理的障碍
许多已知的疾病会引起高层次视觉处理的障碍，包括视觉物体失认症、面孔失认症、地标失认症、读写困难、色盲、运动失认症、巴兰特综合症及立体视障碍等。这些缺陷是由于脑部结构损伤，通常影响臀侧或腹侧视觉通路。
面孔和地点刺激的处理
以往的视觉处理模型根据大脑中对特定刺激的响应区域进行区分。例如，当展示建筑物和场所场景时，海马旁回区域会显示出显著的激活，而颅面皮质则主要对面孔和类面孔刺激作出反应。
海马旁回区（PPA）
海马旁回区位于后海马旁回，属于内侧颞叶，与海马相近。该区域在观察建筑物、房屋及环境场景时显示出增强的神经反应。这并不意味着当展示其他视觉刺激时PPA就不会有激活，对于熟悉而非建筑或面孔的物体，如椅子，PPA也会有一定激活。当PPA的该区域受到损伤时，患者会表现出地形定向障碍，即无法导航于熟悉或不熟悉的周围环境。
颅面皮质（FFA）
颅面皮质位于颞叶的颞回内。类似于PPA，FFA在视觉加工面孔时显示出更高的神经激活。然而，FFA也会对其他刺激显示出活化，并且可以为物体专家专门化。先前的研究调查了FFA在具有专业视觉训练的人的激活情况，如鸟类观察者或汽车专家。这些专家会发展出FFA对其特定视觉专业的增强激活。
此次研究揭示了FFA在视觉处理中的一些重大发现：FFA并不仅仅处理面孔；FFA能够在视觉任务中显示出激活，并可以经过时间进行训练；FFA对所有刺激的激活水平并不恒定，且似乎根据最常见的刺激接收最大程度的激活。
FFA和PPA在大脑中的发展
一些研究表明，FFA和PPA的发展可能是由于某些视觉任务的特殊化及其与其他视觉处理模式的关系。特别是，现有研究显示，FFA的激活位于处理直接视野的脑区内，而PPA的激活则位于负责周边视野及视野外的脑区。这表明FFA和PPA可能因为在特定的视野范围内负责共同的视觉任务，故发展出了一些特殊性。
接受过专业训练的人会在FFA激活中发展出适应能力，以适应新视觉刺激，那么在你了解自己所处的环境中，有哪些都是源于你大脑对视觉信息的解码过程呢？
