大脑如何看待3d世界

我们生活在一个三维的世界里，但我们所看到的一切最初都是在二维的视网膜上记录下来的。

那么大脑是如何表示3d信息的呢?在一项新的研究中，研究人员首次展示了大脑的不同部分是如何代表一个物体的位置在深度上与它的二维位置相比。

俄亥俄州立大学的研究人员让志愿者带着3d眼镜观看简单的图像功能性磁共振成像(fMRI)扫描仪。功能磁共振成像显示了当参与者观看三维图像时，他们的大脑发生了什么。

结果表明，当图像首次进入我们的视觉皮层时，大脑主要对二维位置进行编码。但随着处理的继续，重点也转移到解码深度信息上。

“当我们移动到越来越晚的视觉区域时，表征除了2d位置之外，还越来越关心深度。这就好像表象从平面逐渐膨胀到3d，”该研究的资深作者、俄亥俄州立大学心理学助理教授朱莉·戈罗姆说。

“结果令人惊讶，因为很多人认为我们可能会在早期视觉区域找到深度信息。我们发现，尽管可能有个别神经元具有一些深度信息，但它们似乎没有被组织成任何用于三维空间感知的地图或模式。”

Golomb说，许多科学家已经研究了大脑在哪里以及如何解码二维信息。其他人则研究了大脑是如何感知深度的。研究人员发现，深度信息必须在我们的大脑中通过比较两只眼睛(所谓的双眼视差)或其他视觉线索的略微不同的视图来推断。

但这是第一个同时直接比较二维和深度信息的研究，以了解三维表征(二维加深度)是如何在大脑中出现和相互作用的，她说。

这项研究由诺妮·芬莱森(Nonie Finlayson)领导，她曾是俄亥俄州立大学的博士后研究员，现在就职于伦敦大学学院。Golomb和俄亥俄州立大学的研究生张晓丽(Xiaoli Zhang)是其他合著者。这项研究最近发表在该杂志上科学杂志．

这项研究的参与者戴着3d眼镜观看功能磁共振成像中的屏幕。他们被要求把注意力集中在屏幕中间的一个点上。当他们看着圆点时，物体会出现在不同的外围位置:在圆点的左边、右边、顶部或底部(水平和垂直维度)。每个物体看起来相对于点的深度也不同:在后面或在前面(戴3d眼镜的参与者可以看到)。

功能磁共振成像数据使研究人员能够看到当各种物体出现在屏幕上时，参与者的大脑中发生了什么。通过这种方式，科学家们可以比较当参与者看到不同位置的物体时，视觉皮层的活动模式是如何不同的。

“我们在早期视觉皮层中看到的活动模式使我们能够判断某人看到的物体是在固定点的左边、右边、上面还是下面，”Golomb说。“但我们无法从早期的视觉皮层判断出他们是在点的前面还是后面看到了什么。

“在后来的地区视觉皮层，有一点少信息关于物体的二维位置。但折衷之处在于，我们也可以解码他们深度感知的位置。”

Golomb说，未来的研究将更密切地量化和模拟三维视觉表征的本质大脑．

她说:“这是理解我们如何感知丰富的三维环境的重要一步。”

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