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颜色的形状:大脑是如何处理颜色的?

 
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撰文 | Deborah Devis
 
译者 | Soda
 
审校 | Orange Soda
 
责编 | Orange Soda
 
我们所有人看到的颜色是否相同?这个古老问题现在可能有了答案。
 
美国国家眼科研究所(National Eye Institute,NEI)发现,人类大脑以相似的方式处理特定的颜色,并且这种大脑地图的 “形状” 可以预测人所看到的颜色。
 
在《当代生物学》期刊刊登的一篇论文中,研究者报告的结果表明这些 “形状” 也受到了不同的亮度和色调的影响。
 
“这是首批通过直接测量大脑活动来确定一个人看到的是什么颜色的研究之一”,这项研究的首席研究员比维尔·康威(Bevil Conway)说,“这种方法让我们可以触及到一些基本问题——关于我们如何感知、分类、和理解色彩。”
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为此,研究人员使用了脑磁图(MEG)技术。脑活动发生的电信号会产生磁场,MEG正是利用这种磁信号来描绘大脑活动的“形状”。
 
这种方法实际上是帮助研究者在他人观看色彩刺激的时候“读心”,以此来勾勒神经通路的形状。
 
在实验中,每位志愿者观看不同亮度的粉色、绿色、蓝色和橙色刺激,并报告他们看到的是什么色调。研究团队用脑磁图测量了他们的大脑活动。大脑对色彩的处理发生在开始观看颜色的400毫秒之内。
 
有趣的是,他们发现每个人的色彩处理过程都很相似——相似到仅用脑磁图数据就足以预测志愿者们看到了什么色彩。
 
“数千年以来,人们一直在好奇色彩的组成,”康威说,“色彩的物理基础,即彩虹,是一个连续的色调梯度,但是人类对色彩的感知却是离散的。”
黄色和蓝色的色彩刺激。左边为高亮度,右边为低亮度。志愿者使用了各种词语来命名上面的两个刺激,如 "黄色"(左)和 "棕色"(右),但他们始终使用 "蓝色 "来命名下面的两个刺激。 比维尔·康威,美国国家眼科研究所
 
“我们感兴趣的是,大脑如何实现这一过程,色调与亮度如何相互作用——譬如将黄色变成棕色。”
 
当被试在观看不同亮度的刺激时,研究者观察到了许多大脑活动的形状。但是,无论视网膜锥体细胞如何活动,观看冷色调刺激时,大脑活动形状的种类总是更少。
 
“首先,我们对暖色的命名比对冷色的命名更精确,”研究者写道,“这种对颜色命名的效率反映了色调与亮度之间的相互作用:在基本的颜色类别中(红色、粉色、橙色、黄色、棕色、绿色、蓝色和紫色),冷色(绿色和蓝色)并不因为亮度的不同而被我们区分,但暖色却能。”
 
我们很容易想到语言会影响我们报告的颜色:我们可能会说深深浅浅的蓝都是蓝色,但是我们不会把粉色称为浅红。然而这项研究表明,这背后可能有神经系统的原因,特别是我们对红色的感知。
 
“与红色相关的色调是最突出的彩色。这反映在各种语言的基本色彩词汇中,红色也是最突出的。”
 
这意味着我们的色彩感知超越了语言和文化,更有可能是基于我们的大脑活动。因此,我们看到的颜色很可能是一样的。
 
为什么大脑对暖色和冷色的处理可能并不相同?
 
“我们想知道这一结果是不是反映了视觉加工对物体色彩统计的适应性:无论具体是什么色调的暖色,都与我们标记为物体的部分场景相关联的。” 作者在文章中作出如此假设。
 
这对进化来说可能很重要,因为在环境中突出的物体更有可能包含威胁,所以对这些物体颜色进行快速、精细的评估可以帮助大脑决策。
 
值得注意的是,研究人员还发现了人们对颜色的处理方式也存在差异,这取决于他们观看的是带有颜色的形状,还是颜色的名字。
 
相较于对颜色名字的处理,大脑对有色螺旋形图案的处理更快,这表明大脑需要更长的时间来分别处理颜色和文字信息。这项发现指出了大脑处理色彩的高度复杂性,因而也只是了解我们的眼睛和头脑如何感知色彩的开始。
 
“对我们来说,颜色是揭示大脑和心灵如何工作的强大的模型系统。大脑如何组织和分类颜色?是什么让我们认为一种颜色与另一种颜色更为相似?” 康威说道,“运用这种新方法,我们可以用大脑去解码颜色感知。而在这一过程中,我们还有希望发现大脑是如何将感觉数据转化为感知、思想,并最终转化为行动的。”
 
作者简介
 
作者:Deborah Devis
 
德博拉·戴维斯博士是澳大利亚皇家学会的科学记者;
 
译者:Soda
 
圆脸硬汉,读到了神经科学的博士,就像追到了喜欢的姑娘;
 
审校:Orange Soda
 
神经生物学博士,诚实朴素,拒绝一切认知失调。虽然热爱空想,但更尊重实证。
 
原文链接:
 
https://cosmosmagazine.com/health/bodyandmind/the-shape-of-colour/
 
本文原载于公众号《神经现实》,《知识分子》获权转载。



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