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為何運動時眼前景象不模糊?

張佳欣

2025年02月13日08:54 來源:科技日報

你有沒有想過,為什么我們跑步、騎車甚至開車時,眼前的景象不會變得模糊?即使在快速移動,看到的畫面依然清晰穩(wěn)定。雖然現(xiàn)在的攝像機技術已經(jīng)非常先進,尤其是運動攝像機,號稱能在極限運動中拍出清晰畫面,但它們有時候仍需借助后期處理,所以無法媲美人眼的能力。

那么問題來了:讓人在快速移動中還能看到清晰的畫面,眼睛到底是怎么做到的?

最近,奧地利科學技術研究所(ISTA)科學家通過一系列實驗找到了答案。他們發(fā)現(xiàn),大腦中有一個區(qū)域,專門負責在運動中“修復”視覺失真。這個區(qū)域就像是一個內(nèi)置的“視頻優(yōu)化軟件”,專門負責在視覺信息傳遞到大腦其他區(qū)域之前,快速修正因運動而產(chǎn)生的模糊。

這個神奇的“防抖軟件”位于大腦深處的丘腦外側(cè),叫作“腹外側(cè)膝狀體”(vLGN)??茖W家發(fā)現(xiàn),它就像是信號“收集大師”,整合了來自大腦各處的運動和感覺信號。當我們的眼睛或身體移動時,vLGN又秒變“修正大師”,能迅速計算出如何校正視覺信號,從而讓我們看到的畫面保持清晰。

可以用一個有趣的比喻來解釋vLGN的作用。想象一下,我們在看一場F1賽車比賽。賽車速度極快,如果用普通攝像機拍攝,畫面會變得非常模糊。為了減少模糊,攝像機會縮短曝光時間,這樣拍出來的畫面可以直接直播,不需要后期處理。vLGN的作用就像這個攝像機,但它更厲害,不僅能在運動中“去模糊”,還能實時穩(wěn)定畫面,讓我們區(qū)分自己的運動和周圍世界的運動。

為了研究vLGN的功能,科學家讓小鼠在一個虛擬現(xiàn)實世界中“漫游”,同時用顯微鏡觀察它們大腦中vLGN的活動。結(jié)果發(fā)現(xiàn),vLGN會接收到大腦發(fā)出的運動指令副本,并用這些指令來“修復”視覺失真。

雖然這項研究是在小鼠身上進行的,但vLGN的功能很可能也存在于人類大腦中。畢竟,靈長類動物的大腦中也有類似結(jié)構(gòu)。這項研究不僅讓我們更了解大腦的運作方式,還可能為未來的視覺技術提供靈感。比如,讓未來的攝像機像人眼一樣,在快速運動中拍出清晰穩(wěn)定的畫面,甚至不需要后期處理。

(責編:孫紅麗、楊迪)




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