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重新审視人眼必要性讨论

已有 1748 次阅读 2018-2-15 16:29 |个人分类:小宇宙探索|系统分类:科研笔记| 重新审視人眼

重新审視人眼必要性讨论

A probe into the necessity of reexamining the Human Eye

都世民(Du Shimin)

寿天德教授在他的著作“视觉信息处理的脑机制”Brain Mechanisms of Visual fnformation Processing)中,有一段对视觉系统研究工作的综合评论:对生动多彩的外界世界怎样成为我们的视知觉的过程,科学家们从视网膜到大脑皮层作了大量的出色的研究,视觉系统所阐明的问题可能比任何其他系统都要多。研究视觉系统的神经科学研究涉及面极广,从分子生物学、细胞生物学到神经解剖、神经生理、神经药理、神经化学、神经免疫、神经发育、神经遗传……[1]

中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所研究人员发文:大脑怎么看见世界的——视觉系统知多少”,也明确指出:“视觉系统是目前为止研究得最为广泛也最为深入的感觉系统之一[2]

在生物学家看来,视觉系统是小宇宙内研究最广泛、最深入、最成功的研究领域。为什么有研究者提出“重新审视人眼”呢?

20171112新华社郭阳悉尼发回的报道:多国研究人员最新发现,生活在深海的“暗光鱼”眼部存在一种新型视细胞,可让这种鱼在昏暗条件下也拥有良好的视觉。

20171112,《联合早报》刊文:深海暗光鱼眼部发现新型视细胞“转载了新华社报道。[3]

2017-11-13,《科技日投》刊文:“深海鱼眼部发现新型视细胞昏暗条件下视觉良好[4]。文中指出的要点是:[4]

澳大利亚、沙特阿拉伯、挪威等国研究人员组成的科研团队在新一期美国《科学进展》杂志上发表了这一发现,认为这将有助于人们进一步了解动物的视觉系统。

业内人士都知道:人类大部分脊椎动物眼部视网膜包含两类光感受器,分别是负责白天视觉的视锥细胞和负责夜间视觉的视杆细胞。

生活在海平面以下200多米的深海鱼类,通常无光和极弱光线的地方活动,所以许多种类逐渐失去了视锥细胞,仅保留了光敏度高的视杆细胞。

研究发现,“暗光鱼”拥有独特视觉系统。“暗光鱼”具有二者结合的视细胞特点,经显微镜观察后,研究人员将其命名为“杆状视锥细胞”。依靠这类独特的光感受器,“暗光鱼”的视觉可以很好地适应昏暗的光线条件。

脊椎动物光感受器两者皆有。

深海鱼的光感受器是两类視细胞合一的结构形式。

猫头鹰只有视杆细胞

鸽子只有视锥细胞

狗类只有两种视锥细胞

所有夜间生活的动物,如鼠、鸮等,其视网膜均以视杆细胞为主

白昼活动的动物,如鸡,则几乎全为视锥毛细胞。

水母的视网膜只是一种由色素构成的板状结构,这种结构可给动物提供光线强弱和方向的信息。

环节动物、软体动物以及节肢动物常有钮扣状的眼或是凸出的视网膜。这类光感受器由许多叫做小眼的结构排列在体表隆起之上构成,仍位于小囊之内。小眼中的光感受细胞为色素所包围,光线只能由一个方向进入小眼。

有的人能走夜路,这类人的视细胞会不会有所不同?

电视剧花木兰从軍时就有夜视功能,不知有没有史料记载?

研究人员说,最新发现有助人们理解不同动物如何看世界,还挑战了人们对脊椎动物视觉的已有认识,强调了更全面评估视觉系统的必要性。这一新发现给业内专家提出新问题:

全面重新审视人眼视觉系统有必要!从生物学角度如何解读这一新发现的工作机理?尚不得而知。要想得到答案,这不是生物学单一学科问题,还是多学科难题?

笔者思考:几个国家的生物学家共同提出全面重新审视人眼,只是因为这一发现吗?还有没有其它因素呢?

重新审视人眼的几个问题

为什么说重新审视人眼不会单纯因为新发现视细胞类型提出的?

这是因为:

1.人眼不是相机。

寿天德教授在他的著作中明确指出:人眼不是相机。[1]

铙毅教授在他的文章中也认为:人眼不是相机。[6]

人眼是相机的说法自上个世纪50年代教科书就是这样论述。

如今医学百科、中国百科网词条以及其它网站也是认为人眼是相机。[7-9]

2.人眼不是相机又是什么?

寿天德教授认为:人眼是智能电视摄像机较合适。[1]

这一新说法是电子学名词,笔者认为这种说法不能成立。没有可比性。从能源、构造、运行机理都不能比拟。[10]

3.人眼不是相机,人眼到底在那里成像?有什么证据证明人眼成像在视网膜上?

4.人的眼球是水晶体,即是变折射率透镜,已被多学科证明。[11]

现在多学科研究的“龙伯透镜”(R.K.Luneburg)是变折射率透镜,而眼球就是球形变折射率透镜,不是相机上的凸透镜,因此用相机解释人眼屈光系统确实存在问题。也只有用龙伯透镜来解释眼球,才有可能纠正倒像的矛盾,才有可能解释人眼能宽角扫描、高分辨、色感等难题。这深海鱼的視细胞单纯从生物细胞构造和神经元网络很难解读。如果三类视锥细胞与光的波長有关,这状视锥细胞与光的波长是什么关系?是生物学问题还是光学或微小光学问题?或是多学科共同探索这一问题的答案呢?

5.视网膜是传感器的说法能否成立?[12]

《科学世界》刋文:“视觉:察觉形态与运动”,认为视网膜是传感器,按此说法人眼就不是在视网膜上成像。视网膜变成无线电波的接收装置。

6.人的眼球与视网膜有1mm间隙。在宏观层面1mm间隙不大,在纳观层面就是很大空间。这个地方是多学科分界处、交汇处、多层面链接处。笔者认为这是人眼研究“盲区”。是研究者应该多加关注的地方。是重新审视人眼的区域。眼泪也是从这里产生和流出。至今人为什么哭也没有搞清楚。

7.人眼研究的盲区是无线电波传输的地方,应用麦克斯韦电磁理论分析和实验研究。

笔者简要地提出上述问题,以便进一步探索人眼研究盲区。

参考文献

[1]寿天德视觉信息处理的脑机制,Brain Mechanisms of Visual fnformation Processing),当代科学技术基础理论与前沿问题研究丛书,中国科学技术大学出版社。1997 12月第1 版  2010 1 10月第2版。

[2] 大脑怎么看见世界的——视觉系统知多少,来源:三青三青 >《健康》2016-06-28 摘自 中科院之声作者系中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所研究人员

[3] 李秈霓深海暗光鱼眼部发现新型视细胞”,来源:《联合早报》,20171112http://www.zaobao.com/realtime/world/story20171112-810412

[4] 深海鱼眼部发现新型视细胞昏暗条件下视觉良好”。来源:《科技日投》,2017-11-13

[5] 眼球成像,来源:百度百科词条。

[6] 饶毅谈色2015-04-02  逸心茶舍  文章来源来源逸心茶舍 >《色彩》

[7]楊雄里,“視觉”,来源:中国百科词条。

[8]眼科学/玻璃体,来源:医学百科词条,http://www.a-hospital.com/w/%E7%9C%BC%E7%A7%91%E5%AD%A6/%E7%8E%BB%E7%92%83%E4%BD%9

[9][转载]尚德眼镜,眼睛的结构及成像原理,新浪博客,2015-07-28 20:00:05

[10]智能球形摄像机,来源:百度百科词条。

[11]刘德森等著,微小光学与微透镜阵列,北京:科学出版社,201341版。

[12]视觉:察觉形态与运动,《科学世界》,2016年第4期,译者:苏亚帷 。




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