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你的大腦如何解碼環境中的細節？探索視覺系統的奇妙運作！
視覺處理是大腦使用和解讀環境中視覺信息的能力。將光能轉換為有意義圖像的過程是一個複雜的過程，這一過程涉及多個大腦結構和更高層次的認知過程。在解剖學層面上，光能首先通過角膜進入眼睛，這時光線被彎曲。光線經過瞳孔之後，進入晶狀體，進一步彎曲並聚焦在視網膜上。視網膜中有一組稱為感光細胞的光敏細胞，這些細胞分為兩種類型：視桿細胞和錐細胞。視桿細胞對微弱光線敏感，而錐細胞則能轉換明亮的光線。這些感光細胞與雙極細胞相連，進而刺激視網膜神經節細胞產生動作電位。這些視網膜神經節細胞在視神經盤處形成束狀結構，這是視神經的一部分。來自每隻眼睛的兩條視神經在視交叉處會合，鼻側視網膜的神經纖維交叉，這導致每隻眼睛的右半視野進入左半腦，而左半視野則進入右半腦。隨後，視神經束分叉成兩條視覺通路，即外側膝狀體通路和顱腦隆起通路，將視覺信息傳送到枕葉的視覺皮層，進行更高層次的處理。
視覺系統的組織具有層次性，具有專門功能的神經結構負責視覺處理。
低層次視覺處理主要關注於確定投影到視網膜上的圖像的對比度，而高層次視覺處理則涉及整合來自不同來源的信息，以呈現出意識中的視覺信息。物體處理，如物體識別和定位等任務，是高層次視覺處理的一個例子。高層次視覺處理依賴於自上而下和自下而上的過程。自下而上的處理是指視覺系統利用進來的視覺信息，該信息沿著從視網膜到高層皮層的單行路徑流動。自上而下的處理則是利用先前的知識和上下文來處理視覺信息，改變神經元所傳遞的信息，並改變神經元對刺激的調整方式。視覺通路的所有區域（除了視網膜）都能受到自上而下處理的影響。傳統觀點認為視覺處理遵循前饋系統，即光線從視網膜傳送到高層皮層的單向過程。然而，越來越多的證據表明，視覺通路在雙向運作，不僅有前饋機制，還有反饋機制，這些機制將信息在低層和高層皮層之間傳遞。
各種研究已經證明，視覺處理依賴於前饋和反饋系統的結合。
一些研究表明，早期視覺神經元對其感受野內部的特徵和場景的全局上下文都敏感。其他猴子研究采用電生理學方法，發現與前饋和反饋處理相關的不同頻率。這些例子顯示出早期視覺神經元的靈活性和適應性。高層次視覺區域中的神經元對特定刺激的選擇性也得到了證實。研究顯示，猴子中中內視覺區，即V5區域的神經元對方向和速度具有高度選擇性。
高層次視覺處理的障礙
許多已知的疾病會引起高層次視覺處理的障礙，包括視覺物體失認症、面孔失認症、地標失認症、讀寫困難、色盲、運動失認症、巴蘭特綜合症及立體視障礙等。這些缺陷是由於腦部結構損傷，通常影響臀側或腹側視覺通路。
面孔和地點刺激的處理
以往的視覺處理模型根據大腦中對特定刺激的響應區域進行區分。例如，當展示建築物和場所場景時，海馬旁回區域會顯示出顯著的激活，而顱面皮質則主要對面孔和類面孔刺激作出反應。
海馬旁回區（PPA）
海馬旁回區位於後海馬旁回，屬於內側顳葉，與海馬相近。該區域在觀察建築物、房屋及環境場景時顯示出增強的神經反應。這並不意味著當展示其他視覺刺激時PPA就不會有激活，對於熟悉而非建築或面孔的物體，如椅子，PPA也會有一定激活。當PPA的該區域受到損傷時，患者會表現出地形定向障礙，即無法導航於熟悉或不熟悉的周圍環境。
顱面皮質（FFA）
顱面皮質位於顳葉的顳回內。類似於PPA，FFA在視覺加工面孔時顯示出更高的神經激活。然而，FFA也會對其他刺激顯示出活化，並且可以為物體專家專門化。先前的研究調查了FFA在具有專業視覺訓練的人的激活情況，如鳥類觀察者或汽車專家。這些專家會發展出FFA對其特定視覺專業的增強激活。
此次研究揭示了FFA在視覺處理中的一些重大發現：FFA並不僅僅處理面孔；FFA能夠在視覺任務中顯示出激活，並可以經過時間進行訓練；FFA對所有刺激的激活水平並不恆定，且似乎根據最常見的刺激接收最大程度的激活。
FFA和PPA在大腦中的發展
一些研究表明，FFA和PPA的發展可能是由於某些視覺任務的特殊化及其與其他視覺處理模式的關係。特別是，現有研究顯示，FFA的激活位於處理直接視野的腦區內，而PPA的激活則位於負責周邊視野及視野外的腦區。這表明FFA和PPA可能因為在特定的視野範圍內負責共同的視覺任務，故發展出了一些特殊性。
接受過專業訓練的人會在FFA激活中發展出適應能力，以適應新視覺刺激，那麼在你了解自己所處的環境中，有哪些都是源於你大腦對視覺信息的解碼過程呢？
