我們如何能夠有目共睹？

你的視覺不是你的視覺，我們以為「看到」的是全部的世界，其實並不然。若想要看到我們以為的「真實世界」，腦部其實要進行諸多複雜的加工和運算，我們天生就帶著有色眼鏡感知世界。也因為我們的視覺其實有很大的建構性，科學家才能用許多會造成錯視（optical illusion）的圖案來愚弄視覺。但無論如何，我們的視覺還是很厲害的！不論是在生活、工作、學習中，都要利用視覺來提供我們外界環境的重要資訊。而當明眼人患上眼疾時，就會知道生活有多難自理了。

說到視覺，就不能不提到我們對於「人臉辨識」的能力。即使是有臉盲的人，還是可以輕易認出熟人的面孔，甚至當他戴上墨鏡、帽子、口罩的情況下依舊認得出來——不過智慧手機的人臉辨識系統反而捉襟見肘。即使是現在用於監控人民的人工智慧（AI），也可能會被一些小把戲騙過，但卻沒人會被騙。雖然電腦的運算速度快過人腦，但目前仍沒有任何一台電腦能夠像人類一樣，快速整合我們所感知到的外界資訊，尤其是在視覺方面。

而視覺這個腦神經網絡詮釋和建構世界的過程，我們目前也僅知曉其中的冰山一角，但和過去相比，我們在科學上的認識卻突飛猛進。美國神經科學家馬斯蘭（Richard Masland）在這本可讀性很高的書《眼見為憑：從眼睛到大腦，從感知到思考，探索「看見」的奧祕》（We Know It When We See It: What the Neurobiology of Vision Tells Us About How We Think）中，提供了許多關於神經知覺的第一手研究和發現，讓我們能用心看到更廣闊的世界！

已故的馬斯蘭是哈佛醫學院眼科學特聘教授（David Glendenning Cogan Distinguished Professor of Ophthalmology），為視網膜神經網絡與逆轉失明的研究帶來了開創性貢獻，且在他2019年12月過世時已經歷了長達40年的科學學術生涯。在《眼見為憑》一書中，他為我們娓娓道來，圖文並茂地探討我們如何將眼睛接收到的外界環境資訊，在大腦內處理成感知到的世界。此外，他也爬梳了視覺研究的科學脈絡，並分享了許多軼事及其他同行的故事，讓我們一窺科學社群的運作方式。

基本上，人類視網膜接受到的是從各種物體反射出的光子，而後大腦再把神經元的電訊號轉換成視覺。這應該和數位相機利用電荷耦合器件（charge-coupled device, CCD）或互補式金屬氧化物半導體（complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS）感受到光訊號，再利用線路傳送到微處理器（MPU）與數位訊號處理器（DSP）的原理差不多吧？其實不然！

馬斯蘭在《眼見為憑》裡提到，神經解剖學曾經一度不受重視，被認為像是集郵活動，即使把神經元五花八門的形狀畫出來，也對我們理解視覺無濟於事。而且，在當年神經解剖學家找到多種視神經元後，他們做的這些研究剛開始也被認為只是為了標新立異。

然而，就因為他們的努力不懈，我們現在知道人類至少有多達12種視神經元，分別用來感知形狀、顏色、物體運動、邊緣、光影。而視覺訊息在傳到大腦前，就已經先經過了預先處理，形成至少30個各自獨立的資訊流，每一個資訊流都提供了外在世界特徵的其中之一，例如運動、顏色、方向、邊緣等。位於大腦的視覺中心，則會匯整這些資訊流，編碼整合成我們所看到的世界，也因如此我們才能在看見各種狀況，並意識到之前就立即做出反應。

這就像是要製造一種在積體電路上有十幾種感光元件的數位相機，其複雜度遠超過工程師的想像，而我們目前所知的很可能只是冰山一角，這個過程可說是越探究越複雜。但更複雜的是，大腦視覺皮層還會回饋訊息，並不僅是單向接受資訊而已。而所謂的視覺皮層，也不只是一個特定區域，而是散布於大腦多處且去中心化的，我們尚不完全清楚視覺皮層之間的網絡如何溝通。

記得我在研究所修了兩個學期的神經科學，視覺那幾章是最令我們望而生畏的，這還是在20 年前哦！馬斯蘭不厭其煩地為我們探討了那些視覺細胞的種類、功能、連結，以及科學家究竟是用了哪些實驗才能略懂一二的。這些神經元從眼到腦的複雜度，不亞於一個超級大城市中各種公共建設組合成的網。

不過更厲害的是，在大城市更動許多網路時往往需要大費周張，可是我們大腦中許多神經元隨時都保持彈性，在我們後天經驗的訓練下，調整它們和其他神經元連結的強弱，就像人與人的連結一樣可塑，這讓人眼在見到熟悉的人事物時，能夠快速地識別出來。在書中，他更把已知的神經科學知識，和人工智慧的機器學習作了詳細比較。

而視覺也和記憶的形成有關，視覺的感知還會轉變為思考和意識，視覺研究對理解大腦的運作很重要，而我們對後者的了解更是九牛一毛。對於這些大哉問，馬斯蘭也像哲學家一樣進行了哲思式的思考，當然其中有許多想法目前也僅是推測而已，不過也都多少有科學根據。

《眼見為憑》這本書對目前為止，我們對視覺在神經科學上的理解，進行了很好的整理。我們可以從書中見識到，原來我們天天都在進行的感知，背後有著如此複雜的機制，讓我們可以在瞬息萬變的世界中日理萬機；另外，也能認識到許多傑出的科學家，除了每天廢寢忘食地重覆困難的實驗，還能夠在這錯綜複雜的科學知識中，抽絲剝繭地整理出許多科學理論來預測與驗證，真的是非常了不起的工作！

讀到這裡，你也用了不少視覺感知功能，來讀一下《眼見為憑》，探索我們現在在科學上對你如何看到這個世界了解了多少吧！




本文原刊登於《科學月刊》