诺奖得主休伯尔的发现 隐藏了什么？

——-现代视觉的新问题〔5〕

都世民

摘要：本文主要讨论诺贝尔奖得主休伯尔的发现隐藏了什么？

关键词：现代视觉，诺贝尔奖休伯尔，功能图，电磁波，矢量。

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一.引言

1981年，诺贝尔生物医学奖得主休伯尔和维泽尔发现要点：

〔1〕休伯尔和维泽尔发现初级视皮层细胞朝向有选择性

休伯尔和维泽尔把微电极植入初级视皮层的神经细胞里，光刺激是投射到屏幕上，让猫向上仰视屏幕。

光刺激器是用一台眼底镜改装而成，可以将背景光和光点刺激投射到视网膜上。仪器上有一道狭缝用于插入金属薄片，薄片上开有大小不同的小孔以透光。

实验中，实验者可以看到微电极插在视网膜的位置，还可以看到光点所落之处。

他们发现玻璃片的边缘在视网膜上形成一条阴影，也就是说，这条暗直线刺激了细胞的感受野，这就是引起这个细胞发放所需要的刺激。要引起这个细胞反应，直线的朝向还只能落在15°左右范围里。朝向在15°范围之外，暗直线就不会引起该细胞反应。

〔2〕休伯尔和维泽尔发现视觉功能柱图〔见下图〕

休伯尔和维泽尔发现，初级视皮层有一块1mm见方的区域，其中所有神经细胞的感受野都集中在视觉空间的某个区域里，并且相邻细胞的最优朝向在 0°～180°的范围内，有规则地连续变化。在厚度为2mm的垂直范围内，每个细胞的最优朝向都是一样的，他们称之为“朝向功能柱”。

图 初级视皮层中的功能柱结构

上图：当记录电极的位置沿着视皮层表面的方向一点点逐渐移动时，所记录到的细胞的最

优朝向，也一点点地改变；

下图：朝向功能柱加上眼优势功能柱一起构成了皮层模块。

图中白条的朝向表示相应细胞方位取向，有朝向选择性。初级视皮层里的细胞有的对来自左眼的刺激反应强，有的则对来自右眼的刺激反应强。它们各自靠近成群细胞，并且在厚度为 2mm的垂直范围内，每个细胞的主宰眼也完全一样。他们还发现，是左眼主宰还是右眼主宰的细胞群，也是交替排列的，组成了他们所谓的“眼优势功能柱”。

蓝色圆斑中的细胞并没有朝向选择性，只在皮层的Ⅲ、Ⅳ两层中才有，后来才发现它们对刺激光的波长敏感。

休伯尔和维泽尔发现隐藏了什么？

如上所述，我们不难发现研究者对这功能柱图形成机理没有论述。其原因是什么呢？

〔1〕实验中所使用的光源是平面的，是二维参量。这与实际情况不相吻合。通常我们使用的光是三维参量。因为光是电磁波，也就是交变电磁场。他不是标量，应该是矢量。

〔2〕实验中所使用的光源是从角膜进入，这是实验的起点。从起点到视皮层表面有相当长的距离，有诸多环节。在实验中发生了什么？没有讨论。

〔3〕实验结果表明。白色光的亮条没有刺激视皮层细胞的选择性。而是玻璃片的阴影形成了刺激。这两种情况，在感光细胞中有什么变化？研究者没有讨论。实验猫的感光细胞的组成及其构造不清楚。与人的感光细胞有什么差异？在白色的链条与暗影这两种情况,猫的感光细胞有什么变化？如果猫的感官细胞也是柱状或锥状，那么在两种光的条件下，有没有转换？

〔4〕从上面的图形可以看出，视皮层细胞的选择性是用白色的线条表示的。线条的数目是11个。两个线条之间相差30度。总共330°。

〔5〕研究者认为，相邻细胞的最优朝向在 0°～180°的范围内，有规则地连续变化。笔者认为这个实验如果改进一下，将白色的亮条再延长2～3个。并且将白色的线条改为白色的箭头。就会发现。最优朝向应该在 0°～360°范围内，不应该是0°～180°。

〔6〕笔者上述建议是认为视皮层细胞的选择性与交变电磁场有关。因此这个周期应该是 0°～360°。这就是休伯尔和维泽尔试验隐藏的信息。