4、视觉系统的奥秘探索

视觉系统的奥秘探索

1. 早期记忆与视觉感知的开端

在去幼儿园之前，有一个记忆十分深刻，那就是盯着拼图碎片，凭借形状、颜色和上下文线索来拼接它们。当时父母常常在聚会上让朋友们惊叹，因为他们年幼的儿子能如此迅速地拼好拼图。那时并不知道，大脑其实正在做它最擅长的事情——通过模式识别解决问题。科学中充满了类似拼图的问题，有着缺失的部分和模糊的线索指向潜在的图景，而大脑如何解决问题则是终极谜题。

视觉是我们最敏锐且研究最多的感官。我们有两只朝前的眼睛，拥有出色的双目深度感知能力，并且大脑皮层的一半都与视觉有关。俗话说“眼见为实”，就体现了视觉的特殊地位。然而具有讽刺意味的是，我们出色的视觉能力让我们忽视了视觉问题背后巨大的计算复杂性，而大自然在数亿年的进化中解决了这个问题。视觉皮层的组织方式也为最成功的深度学习网络提供了灵感。

在十分之一秒内，我们视觉皮层中的一百亿个神经元并行工作，就能在杂乱的场景中识别出一个杯子，即使我们可能从未见过那个特定的杯子，无论它处于什么位置、大小如何、朝向怎样。

2. 视觉研究的重要人物与经历

作为普林斯顿大学的研究生，我对视觉着迷，并在查尔斯·格罗斯的实验室工作了一个夏天。格罗斯研究猴子的颞下皮层，在那里他发现了对复杂物体（如脸和著名的马桶刷）有反应的神经元。

后来在哈佛医学院神经生物学系时，我与斯蒂芬·库夫勒一起工作。库夫勒早些时候发现了视网膜中的神经节细胞如何编码视觉场景，若不是他在前一年去世，他很可能会在1981年与大卫·休伯尔和托斯坦·维泽尔一起获得诺贝尔生理学或医学奖。1989年我搬到索尔克研究所后，与弗朗西斯·克里克一起工作，克里克在1977年将研究重点从分子遗传学转向神经科学，致力于寻找视觉