感知的生理机制是指从感官接收外部物理刺激,到在大脑中形成统一、有意义的知觉体验所涉及的一系列神经过程。
眼睛是“看”的器官,但真正“看见”的是大脑。视觉皮层中的神经元活动,才是我们视觉体验的直接基础。
从视网膜的感光细胞,到丘脑的外侧膝状体,再到初级视觉皮层(V1),信息被一步步地分解、传递和加工,这是一个层级化的处理过程。
大脑中存在两条主要的视觉通路:“腹侧通路”(Ventral Stream)负责识别“是什么”(What),“背侧通路”(Dorsal Stream)负责定位“在哪里”(Where/How)。
展开阐述
感知不是一个单一的过程,而是涉及多个脑区协同工作的一系列复杂的计算。以视觉为例,其生理机制大致可以分为几个阶段:
1. 感觉转换 (Sensory Transduction)
- 过程:在感觉器官层面,将外部的物理能量(如光、声波、压力)转换为神经系统可以理解的电化学信号(神经冲动)。
- 示例:在视网膜上,视锥细胞和视杆细胞将光子能量转换为神经信号。
2. 特征检测 (Feature Detection)
- 过程:在大脑的初级感觉皮层(如V1),特定的神经元只对非常特定的刺激特征做出反应。这些神经元被称为“特征检测器”。
- 示例:在V1中,有的神经元只对特定角度的线条敏感,有的对特定方向的运动敏感,有的则对特定的颜色敏感。视觉世界首先被分解为这些基本的“积木”。
3. 知觉整合 (Perceptual Integration)
- 过程:来自初级感觉皮层的零散特征信息,被传递到更高级的脑区进行整合,形成对物体、场景的整体知觉。
- 两大通路:
- 腹侧通路(What Pathway):从枕叶延伸到颞叶,负责物体的识别和表征。它将线条、形状、颜色等信息整合成我们对“一个苹果”、“一张脸”的认知。损伤该通路会导致“视觉失认症”(Visual Agnosia),患者能“看见”物体,但无法说出它是什么。
- 背侧通路(Where/How Pathway):从枕叶延伸到顶叶,负责处理空间信息,如物体的位置、运动和形态,并指导我们如何与物体进行交互(如伸手去抓一个杯子)。损伤该通路会导致“运动失认症”或空间定位障碍。
4. 自上而下的加工 (Top-Down Processing)
- 过程:感知不仅仅是自下而上(从感觉到大脑)的数据处理,也受到我们已有的知识、经验、注意和预期的强烈影响。
- 示例:在嘈杂的环境中,我们之所以能听清朋友的话,是因为我们的大脑根据语境“预期”了他/她会说什么。一张模棱两可的图片,在被告知“这是一只鸭子”或“这是一只兔子”后,我们看到的图像也会随之改变。这种来自高级认知区域的影响,就是自上而下的加工。