发布时间：2020-08-27
当我们使用画图软件时，会有不同的调色工具从不同维度来调节颜色：最基本的是通过红黄蓝三原色的不同配比，精准调配出我们所需要的颜色；此外还有颜色的饱和度、亮度的调节等。那么，大脑中是否也有这样一个“调色板”呢？
早在十年前，王伟研究员团队就开始探索这个问题。“大小鼠和猫科动物都感知不到色彩，所看到的只是一个灰度世界。”他说，灵长类动物、部分鱼类等动物才具有分辨色彩的视觉，因此实验难度非常大。随着研究技术的不断发展和进步，他的研究团队一步步勾勒出了大脑认知颜色空间形成的神经机制。
我们的视网膜上有三种视锥细胞，分别检测短波、中波和长波段的可见光。当一束光射入眼睛时，这三种视锥细胞会分别根据自身波段检测特点，向大脑发出不同的信号——长波标记为红色，中波标记为绿色，短波则标为蓝色。
“这有点类似卫星导航定位，人们可以根据来自三颗卫星的不同信号，得出自己所处的位置坐标。”王伟解释道，大脑接收到针对同一束光经过三路不同视锥细胞的信号输入时，就能合成还原出来自外界的光波信号，并赋予相应的颜色标签。
不过，在大脑中这三路视觉信号的“调色”过程，还需要通过不同级别的视觉皮层逐步完成。目前，在灵长类视觉大脑腹侧通路中，初级视觉皮层（V1），途径纹外皮层(V2和V4)，到颞侧皮层（IT）的各个视觉脑区，都发现了编码色彩的神经元。色彩在不同等级的视觉脑区中是如何进行加工处理的？尤其在心理主观层面上的颜色认知空间又是如何形成的？
为探索这个复杂的脑科学问题，王伟与唐世明教授实验室合作，将双光子成像等先进技术，用在了该课题的研究上。研究发现，在V1、V2和V4三个连续视觉脑区中，都存在着众多大小不一离散分布的颜色反应斑点区，编码不同光波波段的神经元就聚焦这些斑点区内，从而形成了由相邻色调拼接构成的“色调图”。这些“色调图”犹如许许多多大小不等的彩虹，散布在各个视觉大脑表面上。
从神经计算的角度分析，大脑似乎在逐步整合来自视网膜的相互拮抗的视锥神经信号的输入。“其实，色调信息的处理，除了上面提到的脑区外，还有更高级脑区的参与，由此产生各种神经元反应，并组成了一个复杂的神经计算网络。”论文第一作者、王伟研究组博士生刘晔介绍，大脑中的颜色标签非常丰富，我们才得以感受到外界千变万化的光影交错，并在不断升级的大脑信息处理中，将更多主观感受与外在世界融合在一起。
作者：许琦敏
图片：中科院脑智中心提供
责任编辑：任荃
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