我们每秒钟都会移动几次眼睛。这些快速的眼球运动,称为扫视,会在视网膜上产生大量图像位移——使我们的视觉系统努力维持一个稳定的感觉世界。重新映射视网膜图像补偿了这一点;然而,实际眼球运动中的错误仍会导致图像位移,即使有重新映射。
为此,我们的眼睛在扫视期间使用一种称为扫视位移抑制(SSD)的过程来减少对视觉刺激位移的敏感性。然而,SSD对研究人员来说仍然是一个谜。东北大学电气通信研究所的一个研究团队,由Satoshi Shiori教授领导,调查了SSD背后的机制。
在他们的知觉实验中,观察者首先盯着固定点,持续时间在500到1300毫秒之间随机变化。固定点消失后,观察者必须将眼睛移到显示器另一侧的目标圆盘上。目标圆盘在观察者的扫视眼球运动期间(约500毫秒)稍微移动了位置,观察者被要求判断目标圆盘位移的方向(左或右)。研究人员在扫视运动前后分别改变目标圆盘的对比度,以操纵视网膜输入强度。此外,他们分析了观察者在每个对比度水平下检测位移的准确性。
有趣的是,结果显示了两种不同的对比度效应,这告诉我们涉及两条视觉通路。扫视前刺激的高对比度增强了观察者检测视觉运动的敏感性,这是视觉对比度效应的典型表现。然而,对扫视后视觉刺激发现了相反的对比度效应:对比度越高,检测敏感性越低。研究小组通过一个包含早期视觉两大通路的模型成功解释了这些结果:parvo-pathway和magno-pathway。
在这个模型中,magno-pathway中的信号负责检测位移,而parvo-pathway中的信号在扫视期间抑制错误运动信息。SSD发生在扫视后parvo-pathway信号立即抑制magno-pathway信号时。
理解扫视过程中的视觉稳定性这一神秘现象,将有助于未来的AI/机器人像我们一样感知世界。