迪士尼彩乐园官方 宇宙上仅有五个东说念主,看见了这种前所未有的神态

彩虹迪士尼彩乐园官方,可能要“升级”了。一种全新的高技术呈色方法,让五位实验参与者看到了东说念主类规范视觉范围以外的神态。这项征询于4月18日发表在《科学阐扬》期刊上,其行为一种“主意考证”,展示了该本领有望匡助神经科学家探索此前难以解答的视觉感知问题。畴昔,它以致可能匡助色盲患者感受完整的神态光谱,还能让普通目力的东说念主识别出数百、数千以致数百万种底本无法分辨的色调。

“这是一项本领上的豪举。”华盛顿大学眼科系的神经科学家、教师杰伊·内茨(Jay Neitz,未参与这项征询)示意,“他们所作念到的简直像科幻演义雷同,太惊东说念主了——这项本领确凿弗成念念议。”

这项新方法和原型开拓被称为“Oz Vision System”(奥兹视觉系统),名字彰着是请安《绿野仙踪》这部电影【电影里有一首经典歌曲叫作念《彩虹彼端》(Over the Rainbow)】。而这种新神态被定名为“olo”,其名字起原于它在表面颜色空间中的坐标值:[0,1,0]。

什么是颜色空间?

颜色空间是用来描摹和绘画东说念主类可见颜色的规范形状,它基于“三色视表面”——即大多数东说念主领有三种视锥细胞。咱们眼睛中的感光细胞分别对短波长、中波长和长波长的光明锐,对应蓝色、绿色和红色。恰是通过这三种锥状细胞的组合,大多数东说念主不错分辨约莫一百万种可见光中的不同神态。

但即使在可见光范围内,也存在一些神态是三色视东说念主类无法真确“看见”的。这是因为三种锥状细胞对光的反馈弧线存在重复,特等是中波长的M型细胞(对绿色明锐),其反馈区域与长波(L型)和短波(S型)细胞王人有交叉。在当然条款下,莫得哪种波长的光能只单独激活东说念主类眼中的M型细胞。因此,每当你看到“绿色”时,其实总会掺杂一丝别的神态——比如来自L型细胞的黄色或S型细胞的蓝色。

“Oz系统”冲突了这一东说念主类视觉的自然限制。它的征询合同允许科学家精确地刺激某一组特定的视锥细胞,比如单独激活M型细胞。这么一来,被试便能看到一种极其结净、横蛮的绿色(或蓝绿色,不同东说念主描摹略有相反),这种神态以往被归类为“虚构神态”(imaginary color),因为在当然状况下,东说念主类眼睛无法感知它。

谅解来到“Oz”

Oz系统的第一步是为每位被试绘画一张极其选藏的视网膜“舆图”,对其中的每一个感光细胞进行分类。这份“个性化舆图”随后被用来带领一个对眼睛安全的激光器,辐射极其精确的光束,作念到一次只打在一个细胞上。为了达成这种精确度,电脑系统必须及时侦测并修正眼睛那种轻捷但弗成幸免的转移。单独刺激一个锥状细胞并不会产生可感知的神态,因此Oz更进一步,让激光以锯齿形快速扫过事前选择的细胞区域,唯有当激光经由主张细胞时才会发光。在这项新征询中,主张细胞是被归类为M型感光细胞的视锥细胞。

通常,东说念主类感知神态,是基于不同波长的光以一定比例和模式刺激咱们的视锥细胞而产生的。但在Oz视觉系统中,由于不错精确刺激选择的细胞,哪怕只使用一种波长的光,也能让东说念主感受到无数种不同的神态。

目下的Oz原型安装包括传感器阵列、激光光源、反射镜和光子计数器,它集成了数十年蕴蓄下来的多项本领遵守。“这是几十年来统统这些本领发展的集大成者。”罗切斯特大学眼科助理教师、神经科学家莎拉·帕特森(Sara Patterson)评价说,她并未参与本项征询。“我认为这确凿太棒了。”

征询团队用五位东说念主类被进修证了Oz系统的效果,并通过多种形状阐发他们看到的确乎是前所未有的新神态。“这是一个适度得绝顶严谨的实验。”帕特森补充说。他们在不同神态的布景下呈现“olo”神态,加入通顺隐秘图层,并将其与一些位于东说念主类平方颜色边际的神态进行对比。在这类进修中,征询东说念主员要求被试使用旋钮诊治“olo”色块,直到它看起来与实在神态块一致。统统情况下,被试王人必须加入深广白光来‘稀释’olo神态,直到他们认为它和平方神态方块看起来一致为止。”

绿色新纪元

那么,“olo”神态到底长什么样?

“olo 看起来像是一种蓝绿色,是我见过最充足的蓝绿色或青绿色。”加州大学伯克利分校的诡计机科学家、视觉诡计内行吴义仁(Ren Ng)示意。他不仅是这项征询的合著者之一,也亲身行为被试体验了“olo”。“这种神态很容易定名,也绝顶明晰可感知”,但它的充足度远高于当然界中的任何神态。他把看到“olo”的体验比作第一次看到绿色激光笔的动荡感。“其时我可能会说,‘哇,这是我见过最绿的绿色’”,但当今,olo 更胜一筹。

但是太阳队没有惊慌,他们在第三节慢慢尝试拉开比分,表现得很淡定。杜兰特依旧是全队的核心,拿下了27分4篮板6助攻的数据,尽管三分球5投0中,但没有出现失误,还保持了高水准的协防,令人满意。

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在进行Oz视觉实验前,征询东说念主员汉娜·多伊尔(Hannah Doyle)会先对扫描激光检眼系统进行校准。

像片起原:Ren Ng

为了看到“olo”,被试必须保捏十分静止,眼睛精确对位——征询中以致使用了咬合支架来固定头部。被试要盯着一个空间中的固定点,同期激光在视线边际刺激一个方形区域。吴义仁示意,这种刺激让“olo”以一个视觉斑块的面孔出现,面积约莫是朔月在天外中视觉大小的两倍。只消眨一下眼,系统就必须重新立异通顺,因此“olo”每次只会出现几秒,然后隐匿,再重新娇傲。尽管这种体验很顷刻,Ren仍然高亢地示意:“这太酷了,我简直乐坏了!”

彩虹般的可能性

吴义仁对于畴昔更是充满期待。“olo”的出现阐述,精确地激活特定视锥细胞在本领上是可行的。既然这种方法照旧被考证有用,接下来还有好多不错拓展的标的。

目下,征询团队正探索Oz系统是否能匡助色盲东说念主士——也等于功能上唯有两种锥状细胞(称为“功能性二色视”)的东说念主——暂时领有完整的东说念主类色觉范围。表面上,这不错通过“东说念主为分类”一部分视锥细胞为他们所缺失的那一种类型,并用激光采取性地、不与其他细胞同局势刺激它们来达成。吴义仁解释说,到目下为止,这项征询阐扬奏凯。

这并不是东说念主类第一次尝试“诞生”色盲。在2009年一项里程碑式的征询中,杰伊·内茨(Jay Neitz)和其共事曾通过基因疗法,在色盲山公眼中引入第三种视锥细胞。收尾令东说念主荧惑——山公在测试中大致分别它们底本看不出来的物体。

但山公毕竟无法告诉咱们它们的实在感受,因此科学家们也无法细目它们是否真确“看见”了底本无法识别的神态。“咱们其实并不知说念它们到底看到了什么。”内茨说。比拟之下,若是使用Oz系统让东说念主类色盲者获取第三种视锥细胞刺激,东说念主们就不错明确地描摹他们是否真的感受到新神态。“这其实是我多年前的一个期望,”他说,“当今看起来真的有但愿达成了。”

在更远的畴昔,吴义顺心共事但愿更进一步。他们遐想,有朝一日不错摆布Oz系统模拟“四色视者”(tetrachromats)的视觉体验——这种能力存在于某些动物(如鸟类、鱼类)以及少量数东说念主类个体身上,他们领有四种锥状细胞,颜色阔别能力是普通东说念主的100倍。但是,目下的本领还无法作念到这一丝。

固然Oz系统的确是一项惊东说念主的本领建立,但它也并非好意思满。西北大学的神经科学家、助理教师格雷戈里·施瓦茨(Gregory Schwartz)指出,征询本人“绝顶精彩”,也“令东说念主本旨”。但Oz系统仍存在一些局限,征询作家们也在论文中诚实地列出了这些问题。

Oz固然是迄今为止东说念主类最精确的视锥细胞刺激系统,但其准确率并非100%。有相配一部分激光光子莫得击中主张细胞,而是“漏光”到了其他细胞——约莫三分之二的光子被非主张细胞给与。施瓦茨说:“他们在论文中对此绝顶诚实。”尽管有这些“漏光”,他仍然服气“olo”确乎处在东说念主类规范颜色空间以外,“但可能莫得他们底本遐想的那么远”。

施瓦茨还指出,另一项主要限制,是Oz原型开拓的体积与可推广性。咱们距离将这种本领酿成可衣裳的眼镜或屏幕还很远处——这些开拓不仅需要大致精确跟踪眼球通顺,还得达成完整的Oz颜色体验。况兼,要为每位被试绘画选藏的视网膜舆图,本人等于一项绝顶耗尽资源的工程(这亦然本次实验被试东说念主数如斯之少的原因之一)。尽管如斯,“超等颜色”的诬捏试验,如今比以往任何时刻王人更接近试验。

在颜色感知征询这个规模中,科学家们通常在一些基本问题上反复谈判,使用的方法也大同小异,举例对于神态视觉的神经通路,或视网膜与大脑在颜色感知中各自的作用。但帕特森指出,Oz系统翻开了一扇通往全新规模的大门。

她提到,光是这五位被试王人对“olo”神态的描摹如斯一致,况兼他们王人能彰着将它与东说念主类平方颜色范围内的神态分别开来,就照旧激发了不少意旨的问题:咱们的视觉感知系统到底有多“可塑”?当年,神经科学家们一直不细目,东说念主类是否能贯通一种从未见过的新神态。而这项征询则进一步阐述,在特定情境下,咱们的大脑是有能力识别并贯通这些生分颜色的。

“巧合刻,当你把系统推向它庸碌运转范围以外的极限,就像他们当今作念的那样,你就真的能学到全新的东西。”帕特森说,“我迫不足待想看到接下来的征询会是什么。”——仅仅,很难遐想畴昔将会有多“缤纷”了。

作家:LAUREN LEFFER

译者:EY

封面:GPT 4o

原文:

https://www.popsci.com/health/new-color-green



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