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.