外观
Lesson 3 动物的感知
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2026-03-10
所谓的「眼见为实」可能都是大脑希望我们看到的.
视觉系统的演化
绿藻的感光器:为了保证判断的正确性,在感光器下面演化出了半圈色素沉积结构,这样能够判断接受到的光是来自哪个方向.
到扁虫的阶段,进化出了很多感光细胞形成的感受器,这个阶段的视觉系统像素还是很低,但是可以成像;同时中枢神经有相应的神经演化,处理能力越来越强. 从这里开始有两种视觉系统的原理,一种是哺乳动物和鸟类为代表的杯状眼,另一类是以昆虫为代表的复眼系统. 我们开头引入的时候放的三叶虫视频,其中的三叶虫在 6 亿年前就演化出了复眼的结构.
一个特殊的例子是鬼面蛛:它在白天休眠时会退化掉整个眼睛,晚上长出夜视能力极强的眼睛用来捕猎.
人类的眼睛还是有底层的缺陷,比如盲点. 这件事情的一种解释是,哺乳动物发育过程中会先发育神经管,导致视网膜的一块区域会内陷,产生盲点.
视觉信息的处理
人脑对于视觉信息的处理:有很多不同区域,每个区域损坏会造成不同的效果,比如老年痴呆病人的某区域出现退行性病变,会产生脸盲.
科学家在猫身上做实验,一开始用明暗刺激发现皮层没有放电反应,但是如果是有方向的明暗刺激就会产生放电,后来发现大脑中存在很多定向处理视觉信息的细胞,形成柱状结构.
另外,不同的生物会有不同的适应性 —— 有些深海鱼类的眼睛要透过自己的头骨观察上面的情况,所以头壳透明;比目鱼把眼睛扭转到身体的同一侧,因为下面的是海底并没有观察的意义. 一般而言,被捕食者的眼睛都在身体两侧,构成一个全局的大视野;捕食者的脸盘比较扁平,形成双目视觉,更便于判断距离.
瞳孔:瞳孔作为孔径光阑 (一般是这个作用吧),可以起到调整景深和进光量的作用.
人眼的结构
分为视锥细胞、视杆细胞、神经节细胞三种. 人类是为数不多有三色视觉的哺乳动物;而鸟类是四色视觉,有些节肢动物有十二种视锥细胞,因此可以说它们能看到十二种波长的光. 不同动物感受光的颜色能力并不一样,有很多节肢动物自身就具有结构色的特征,即身体表面通过光学的衍射或者反射产生的颜色,或许这对于它们而言是一种第二性征,因此有多色觉的演化.
一般的假说是,哺乳动物和鸟类的共祖有四色视觉,但是后来被恐龙压制转入地下的哺乳动物退化为二色视觉,到人类的进化分支才重新进化出三色视觉.
其他感官
嗅觉:是一种非常原始的感官,只需要几个分子和几级突触就可以产生动作电位.
信息素是一种嗅觉传导的介质,飞蛾甚至能够对一个分子的信息素产生感知、在两公里外就能对信息素做出反应. 实际上人类也有信息素的感知能力,虽然不能报告主观上的感受,但是大脑的很多脑区,比如下丘脑,会做出反应,这说明人类也具有对信息素的感知能力.
味觉:只有五种,甜、咸、苦、鲜、酸.
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2026/3/10 13:00
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