新的研究集中在早期視覺皮層，也被稱為V1。它是大腦中最大的視覺區(qū)域，也是最先接受來自視網(wǎng)膜的輸入。當(dāng)這個(gè)區(qū)域受到強(qiáng)烈的、空間上同質(zhì)的圖像刺激時(shí)，腦電波（振蕩）會(huì)在一個(gè)被稱為伽馬波段（30-80赫茲）的特定頻率下產(chǎn)生。但并不是所有的圖像都能產(chǎn)生相同程度的這種效果。這項(xiàng)由本杰明-J-斯陶克、阿琳娜-彼得、伊莎貝爾-埃利希、佐拉-諾爾特和ESI主管帕斯卡爾-弗里斯進(jìn)行的研究于今年早些時(shí)候發(fā)表在《eLife》雜志上。

"最近，很多研究試圖探索哪種特定的輸入驅(qū)動(dòng)伽馬波，"該研究的第一作者本杰明-J-斯塔赫解釋說。"一種視覺輸入似乎是彩色的表面。特別是如果它們是紅色的。研究人員解釋說，這意味著紅色對視覺系統(tǒng)來說在進(jìn)化上是特殊的，因?yàn)?，例如，水果通常是紅色的"。

(資料圖片僅供參考)

但是，顏色的影響如何能被科學(xué)地證明？或反駁？畢竟，要客觀地定義一種顏色是很難的，而且在不同的研究之間比較顏色也同樣困難。每臺電腦顯示器再現(xiàn)的顏色都不一樣，所以一個(gè)屏幕上的紅色和另一個(gè)屏幕上的紅色是不一樣的。此外，定義顏色的方法有很多：基于單一的顯示器、知覺判斷，或者基于它們的輸入對人類視網(wǎng)膜的影響。

視覺皮層是大腦的主要皮層區(qū)域，負(fù)責(zé)接收、整合和處理從視網(wǎng)膜轉(zhuǎn)達(dá)的視覺信息。它位于初級大腦皮層的枕葉，是大腦的最后部區(qū)域。視覺皮層根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)被分為五個(gè)不同的區(qū)域，稱為V1至V5。來自視網(wǎng)膜的視覺信息在進(jìn)入視覺皮層時(shí)首先經(jīng)過丘腦，在一個(gè)叫外側(cè)膝關(guān)節(jié)的核中發(fā)生突觸。然后這些信息離開外側(cè)膝狀體，到達(dá)視覺皮層的第一個(gè)區(qū)域V1，V1也被稱為初級視覺皮層。

顏色激活光感受器細(xì)胞

當(dāng)視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞（即所謂的錐體）被激活時(shí)，人類就能感知到顏色。它們對光刺激的反應(yīng)是將其轉(zhuǎn)化為電信號，然后傳輸?shù)酱竽X。為了識別顏色，我們需要幾種類型的錐體。每種類型都對特定的波長范圍特別敏感：紅色（L錐體）、綠色（M錐體）或藍(lán)色（S錐體）。然后，大腦會(huì)比較各自的錐體反應(yīng)的強(qiáng)烈程度，并推斷出顏色印象。

這對所有人類都有類似的作用。因此，通過測量顏色對不同視網(wǎng)膜錐體的激活程度，就有可能客觀地定義顏色。對獼猴的科學(xué)研究表明，早期靈長類動(dòng)物的視覺系統(tǒng)有兩條基于這些錐體的顏色軸：L-M軸比較紅色到綠色，而S-（L+M）軸是黃色到紫色。"我們認(rèn)為，當(dāng)研究人員想探索伽馬振蕩的強(qiáng)度時(shí)，基于這兩個(gè)軸的顏色坐標(biāo)系統(tǒng)是定義顏色的正確方法。它根據(jù)它們激活早期視覺系統(tǒng)的強(qiáng)度和方式來定義顏色，"本杰明-J-斯塔赫說。因?yàn)橐郧芭c顏色有關(guān)的伽馬振蕩的工作大多是用幾個(gè)靈長類動(dòng)物或人類參與者的小樣本進(jìn)行的，但錐體激活的光譜可能因個(gè)體而異，他和他的團(tuán)隊(duì)想測量一個(gè)更大的個(gè)體樣本（N = 30）。

紅色和綠色具有同等效果

在此過程中，本杰明-J-斯陶克和他的團(tuán)隊(duì)調(diào)查了紅色是否有什么特別之處，以及這種顏色是否比顏色強(qiáng)度相當(dāng)?shù)木G色（即錐體對比）引起更強(qiáng)的伽瑪振蕩。而一個(gè)附帶的問題是。顏色引起的伽馬振蕩是否也能被腦磁圖（一種測量大腦磁活動(dòng)的方法）檢測到？

他們的結(jié)論是，就其誘發(fā)的伽馬振蕩的強(qiáng)度而言，紅色并不是特別強(qiáng)。相反，在相同的絕對L-M錐體對比下，紅色和綠色在早期視覺皮層產(chǎn)生同樣強(qiáng)烈的伽馬振蕩。此外，如果仔細(xì)處理，顏色誘導(dǎo)的伽馬波可以在人類腦磁圖中測量，因此未來的研究可以遵循動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的3R原則（減少、替換、完善），使用人類而不是非人類靈長類動(dòng)物。

只激活S錐體的顏色（藍(lán)色）通常似乎只在早期視覺皮層中引起微弱的神經(jīng)元反應(yīng)。在某種程度上，這是可以預(yù)期的，因?yàn)镾錐體在靈長類動(dòng)物的視網(wǎng)膜中不太常見，在進(jìn)化上比較古老，而且比較遲鈍。

視覺義肢的開發(fā)

ESI科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究的結(jié)果，了解人類早期視覺皮層如何編碼圖像，有朝一日可能會(huì)被用來幫助開發(fā)視覺義肢。這些義肢可能試圖激活視覺皮層，以誘導(dǎo)視網(wǎng)膜受損的人產(chǎn)生類似視覺的感知效果。然而，這個(gè)目標(biāo)仍然是一個(gè)漫長的過程。在此之前，還需要了解更多關(guān)于視覺皮層對視覺輸入的具體反應(yīng)。