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视觉与人类记忆
记忆的合成是十分复杂的事,但我们所讨论的方法采用了一种捷径:监听海马体中流过的信号,而感觉的脉冲信号巳经在海马体中得到处理。 但在《黑客帝国》中,
记忆可以从脑后的电极直接上传到大脑中。这意味 着,我们能够破译由眼睛、耳朵、皮肤等器官直接得到的原始的、未经处 理的脉冲信号,这些信号由脊髓和脑干传递到丘脑。这比分析海马体中已 被处理过的信息要复杂得多,困难得多。
为了理解从脊髓传到丘脑的未经处理的信息量,我们只需考察视觉一 个方面,因为我们的很多记忆都以这种形式编码。人眼睛的视网膜上大约 有1.3亿个细胞,分别为视锥细胞和视杆细胞。这两种细胞实时处理和记 录来自周围世界的1亿位(Bits,即比特)的信息。
如此巨量的数据被收集之后,先传送到视觉神经,然后传送到丘脑, 每秒传输900万位(Bits)。数据由丘脑再到达位于大脑后部的枕叶。这个 视觉皮层执行艰巨的数据分析任务,它包含多个位于脑后部的部位,每一 个都专门负责一项特定的技能。这些部位分别标记为VI~V8。
值得注意的是,被称为VI(初级视皮层)的区域就像屏幕一样,它 能够在大脑后部建立起与原始图像十分相似的图像。这个图像有着与原始 图像令人吃惊的相似度,不过眼睛的中心,即眼凹,在VI中占据的面积 更大(因为眼凹所包含的神经元最为集中)。因此,在VI上呈现的图像并 不是图景的精确复制,而是发生了扭曲,图像的中心部分占据了大部分 空间。
除VI外,枕叶的其他区域分别处理图像的不同内容,这包括:
立体视觉。神经元比对每只眼所获得的图像。这在V2区(纹外皮
层2区)完成。
距离。神经元利用明影以及眼睛获得的其他信息计算与物体的距 离。这在V3区(纹外皮层3区)完成。
V4区(纹外皮层4区)处理颜色。
运动。不同的回路可以接收不同的运动信号,包括直线、螺旋和扩 展运动。这在V5区(纹外皮层5区)完成。
对于视觉,人们已经识别出30多种不同的神经回路,但很可能还有 很多。
信息从枕叶传送到前额叶皮层,这时你就能完全“看到”图像,并形 成短期记忆。接着,信息传送到海马体,在那里得到处理,并储存最长24小时。之后,这个记忆被分解,分布到不同的皮层去储存。
这个例子的意义在于,我们认为毫不费力的视觉事实上需要几十亿个 神经元按照顺序释放,每秒传输几百万位(Bits)的信息。而且,别忘了 我们从5个感觉器官接收信号,而且每种信息都伴随着情感。这些信息都 要在海马体得到处理,才能构建对一个图像的简单记忆。目前,没有任何 一种机器能够达到如此复杂的程度,所以,复制这一过程对于那些想制造 人类大脑的人工海马体的科学家来说是一个巨大的挑战。 |
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