视觉科学、眼部健康与改善视力
The Science of Vision, Eye Health & Seeing Better
精读 · 按主题梳理核心观点、论证与案例。
§01关于感官的新系列及其注意事项
节目开头,主持人介绍自己是斯坦福大学医学院的神经生物学与眼科学教授。他表示,这档播客独立于他在那里的教学和研究职务,是他向公众提供“对消费者零成本”科学信息的努力的一部分。随后他宣布了一个新主题,将持续接下来的四到五期节目。
这个新系列涵盖各种感官:视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉以及内感受,后者被描述为感知“我们体内领地”的感官。他给出的理由是,了解感官如何运作,包括其背后的细胞和连接,能为下个月的心理健康主题打下基础。主持人认为,即使对没有感官问题的人来说,这些内容也很重要,因为它关系到人们如何在世界中行动、如何理解信息,以及如何组织自己的思想和情绪。他承诺既讲机制,也提供实用工具,并提到视觉是他“远超过25年”职业生涯的研究重点。
他直接回应了年轻听众的提问:既然他经常强调神经可塑性会随年龄增长而减弱,那么年轻人该怎么做?他的回答是,视力良好的年轻人最有条件强化自己的视觉系统,从而避免随年龄增长而丧失视力,因为12岁或15岁孩子的神经系统比他的“可塑性强得多”。他还提出,无论处于什么年龄,在特定时间、以特定方式进行特定的看光行为,都可以建立一个由视觉系统强化的情绪系统。
主持人明确说明了自己所能提供内容的局限。他表示,在这种形式下他无法做出临床诊断,也无法进行一对一交流,而且他不是临床医生。为了对照临床文献审核这些方案,他说自己咨询了斯坦福大学医学院眼科主任杰弗里·戈德堡(Jeffrey Goldberg)博士以及其他几位专家。他说,有严重眼部问题的人应当找一位好的眼科医生和/或验光师,尤其是眼科医生,因为眼科医生是医学博士。
我是科学家,不是医生。
§02关于同步训练的补充说明
在进入视觉内容之前,主持人回答了听众针对上一期耐力训练节目提出的问题。那一期介绍了四种耐力训练,相关方案已作为零成本 PDF 发布在 hubermanlab.com 上。最常见的问题是关于“同步训练”,即如何将耐力训练与力量和增肌训练结合起来。
他的框架是先决定要侧重什么,然后在一个10到12周的周期内重点进行。如果以耐力为优先,他建议采用三比二的比例:每周三次、也许四次耐力训练,加两次力量与增肌训练。如果以力量和增肌为优先,比例就反过来:三到四次力量与增肌训练,加两次耐力训练。刚接触某种训练的人应从方案中的最少组数开始。例如,如果方案写的是三到五组,就从三组开始,“甚至可能只做两组”,然后每周增加组数。
他建议每周至少安排一个完全休息日。他说自己个人从两个休息日中获益,同时也承认很多人不喜欢休息日,而且休息可以是积极休息,比如徒步。每个10到12周的周期结束后,他建议完全休息五到七天,以此避免受伤、保持关节和组织健康,并持续进步。随后他明确地放宽了这些说法:不想休息这一周的人也不必非休息不可。
这些都不是金科玉律,也都不是严格的处方。
§03从光到电:眼睛如何向大脑传递信息
主持人认为,“视觉”不仅仅是视力,即感知形状、物体、面孔和颜色的能力。眼睛还会影响情绪和警觉度。他说不存在“眼外光感知”:阳光照在皮肤上可能让人感觉舒服,但眼睛是光信息到达身体细胞的唯一途径。他将神经视网膜描述为中枢神经系统的一部分。它们是大脑中唯一位于颅腔之外的部分,在发育过程中由一套遗传程序放置在眼眶里,这套程序挤出了“三层小小的神经元”。
他逐一介绍了眼睛的辅助结构。晶状体将光精确地聚焦到视网膜上,需要戴眼镜或隐形眼镜的人很可能无法正确做到这一点。眼睛的其他部分负责保持眼球湿润。他说,睫毛的存在是为了在灰尘接近角膜时触发眨眼反射,并称眨眼反射是人类最快的反射。他还预告眼睑将是后面要讲的话题,因为连接脑干与眼睑的神经回路可以被用来提高警觉度。
按照这一叙述,眼睛的基本工作是收集光线,并以大脑能理解的形式将其传送到大脑。光本身只到达神经视网膜,不会更远。在视网膜上,感光细胞分为两类:视锥细胞主要负责白天视觉,视杆细胞主要负责夜间或低光照视觉,这是“一般而言”的说法。这些细胞内部的化学反应(涉及维生素A等物质)将光转化为电。主持人将此比作皮肤中的触觉感受器把物理压力转化为电信号。在视网膜内经过几个处理阶段之后,一类特定的神经元,即视网膜神经节细胞,将信息传送到大脑的其余部分。
§04感知是一种最佳猜测
这一部分的核心概念性观点是:人们从来不是直接看到物体。到达大脑的是一种电活动模式,而感知是大脑对这种模式的解读。
你所做的,是根据到达你大脑的电活动模式,对那里有什么做出最佳猜测。
他的主要例子是一个青苹果。视锥细胞对苹果反射出的光的波长反应最强,但“没有绿光到达你的大脑”。相反,大脑会把绿色反射的量与周围红色和蓝色的量进行比较。放在棕色桌子或白色表面上时,苹果看起来非常绿,因为绿色信号相对于红色信号很高。他还给出了第二个来自音乐的类比,并事先说明“我不是音乐家,希望我不会说得太离谱”:大脑并不能识别单独一个琴键,直到旁边另一个琴键被弹响、两者被比较之后才行,他把这描述为大脑在做“减法”。
他承认这个概念可能难以理解,并表示稍后会更深入地解释。他的总结是,视力并不是信息直接进入大脑。光信息被转化为电信号,再由视觉系统加以解读。
§05其他动物如何看世界
为了说明这种比较模型为何重要,主持人转向了其他物种。他说,狗和猫并不是色盲,但它们缺少对红光(即长波长光)起反应的视锥细胞。因此,它们无法像三色视觉的人类那样将绿色与红色进行比较,所以绿色草坪在它们看来更偏棕色或橙色,红色的停车标志则看起来是偏橙的棕色。总的观点是,每种动物眼中的世界取决于它拥有一种、两种还是三种视锥细胞。
他列举了更多例子。螳螂虾能看到数百种人类看不到的颜色。蝮蛇能感知热辐射,真的能看到从人或猎物身上散发出来的热量。地松鼠能看到紫外线,他说它们会站起来,用腹部反射阳光,从而在远距离互相发信号,类似于用镜子发信号。他还描述了一些灵长类物种会把尿撒在手上,抹在腹部,再利用反射的阳光发信号。他补充说,他不知道它们在说什么,而人们往往会假设那是“一些可爱又友好的话”。他将这些例子与关于意识以及我们能接触到多少世界的更大问题联系起来,称这个话题是他早年在视觉神经科学领域的痴迷所在。
他的最后一个例子是一种从海面上方捕鱼的潜水鸟。水具有折射率(他称之为“refractory index”),会像棱镜一样改变鱼的视觉位置,因此这种鸟必须调整俯冲方向,因为鱼并不在它看起来所在的位置。他把这比作闭着眼睛潜入泳池底部去捞一枚硬币却扑了空。按照他的描述,这些鸟的视网膜细胞呈条带状排列,用于观察地平线,并且有一个“位于眼睛底部”的瞳孔,以便准确俯冲,而人类的瞳孔位于眼睛中央。