设计略逊于八达通?人的眼睛真的是上下颠倒的吗?

构造设计比章鱼略逊一筹?人类的眼睛真的装反了吗?! 眼睛是人

眼睛是人类灵魂的窗户。除了欣赏美丽的风景,似乎不同的情绪也可以通过眼睛表达出来。然而,在这漫长的物种进化过程中,伟大的自然老师却悄悄隐藏了我们如此重要而浪漫的眼神中的盲点。相比于其他物种的眼睛,人类的眼睛有没有可能是不小心碎的?

从结构设计上看,人类的眼睛似乎不如其他物种?图/pixabay

人类眼睛的结构大解密

要知道这个问题的答案,要从人眼的结构说起。眼睛可以帮助人们看到世界上的一切,主要是因为我们的眼球中有一种感光细胞,它可以感知光源,然后将光信号转换为电信号,并传输到我们眼球中的神经细胞,神经细胞将电信号带到大脑。最后,大脑会把收集到的电信号整理成我们一直看到的图像。

从上面的描述中,我们知道眼睛能产生图像主要有两个重要的元素:感光细胞传递信号的神经细胞。直觉上,我们的眼睛应该是这样设计的:感光细胞离光越近越好,这个过程中障碍越少越好。

然而,事实是残酷的。光线到达人眼之前,需要穿过层层神经细胞才能到达感光细胞。这种设计除了要经过层层障碍,还会导致感光细胞让出一个空间,让神经细胞离开眼球,而让出的空间就是盲点,也就是眼睛无法感知光线的地方。

左图为脊椎动物的眼睛结构图,右图为章鱼的眼睛结构图。1是视网膜,2是神经细胞,3是感光细胞,4是脊椎动物特有的盲点。图//维基百科

章鱼老师的眼睛结构,跟人不一样!

章鱼老师的眼睛设计就是刚才提到的完美方案:首先,光可以无障碍地“直达”感光细胞,感光细胞再将信息传递给更深层的神经细胞,神经细胞再将信号传递给大脑处理图像,整个信号从最外层的感光细胞一路传递到最深层的大脑处理器。所以章鱼老师眼中的神经细胞不需要光感受器细胞的“让路”,在接收到光感受器细胞的信号后,就可以默默离开,继续接下来的传输工作。所以章鱼的眼睛没有盲点,可以让他的感光细胞对光敏感,没有死角!如此高效的装饰,让人眼变成了惨不忍睹的缺陷。

从设计原理上来说,章鱼的眼睛结构比人的更有效率。图/PEPEPEELS为了佩服如此高效的设计,这里再次简单说明一下人类和章鱼老师的差距。从外到内,在人眼内的排列是:神经细胞感光细胞大脑。感光细胞接收到光线后,需要向神经细胞发送信号。当神经细胞想要向大脑发送信号时,感光细胞必须为神经细胞通过腾出空间。这个给定的地方插不进感光细胞,导致人类盲点的出现。但章鱼老师眼睛里的结构排列是从外到内:感光细胞神经细胞大脑,感光细胞可以自由接收光线,向神经细胞发出信号后,神经细胞可以自由离开眼睛,直奔大脑。

00-1010眼睛的盲点区域不能接收光线或看到成像。然而,在我们的日常生活中,为什么我们没有注意到我们的眼睛有盲点呢?这是因为我们明亮的眼睛,日常生活中看到的世界,大多是重叠的,所以两只眼睛可以互相帮助,弥补对方看不到的盲点,这样我们的视觉就完整了,根本感觉不到盲点的存在。

那么我们是如何体验盲点的呢?

利用这个简单的实验,我们可以测试盲点的存在。图/作者提供你可以做一个有趣的实验:先在纸上画两个相距10cm的十字。然后闭上左眼,用右眼看左边的十字,慢慢把纸靠近眼睛。在这个过程中,你会发现右边的十字会“凭空消失”!有这种现象是因为你的眼睛有盲点,光感受器需要给视神经“让路”,以至于有些地方的光线是察觉不到的,这也是你无法观察到有些地方视线的原因。实验结束后,你可能会试着用一只眼睛环顾四周,但还是找不到盲点。那是因为我们强大的大脑非常擅长“脑补”,会尽量对我们的盲点区域进行脑补,让你有一个完美的视力,所以平常生活中很难捕捉到盲点的存在,除非是刻意的测试或者挑战。

有盲点的眼睛真的比较残吗!?

那么,为什么人类的眼睛不能设计成章鱼的眼睛呢?没有死角的感光细胞不是很好吗?

实际上,人体感光细胞是“高级”感光细胞。如此高级的感光细胞让我们可以识别更多的颜色和各种细微的棱角。相对来说,这种高度匹配的感光细胞需要庞大的操作步骤,所以在人的感光细胞底部有一个色素层细胞——视网膜色素ep。

ithelium。这种细胞即为感光细胞的管家,能够帮忙感光细胞分担其他事物,让感光细胞能专注于高效率的感光,也让光线处理的品质达到最优化。故人类的感光细胞要卡在眼球的最深处主要是为了优化感光细胞的品质,从而安排了一个“管家”细胞给感光细胞。

为了让我们能辨识更多颜色以及各种细微的边边角角,人类眼睛的感光细胞才会被卡在眼球深处啦!图/Pexels

那么为什么章鱼先生没设计成高配版的感光细胞呢?这是因为章鱼先生处在的环境为海底,在海中的光线很少,如此高配耗能的眼睛对于章鱼先生是一个没什么用途的功能。此外,章鱼先生的眼睛长在两侧,万一有盲点,两颗眼睛没办法互相代偿,会使到他们看到的视野会有视野盲区,这对于身处于弱肉强食的世界来说,是相当致命的存在。所以章鱼先生的眼睛宁愿选择低配版无死角版本的眼睛,去看看低配版的美丽世界。

综上所述,其实人类的眼睛没有装反啦~人类的两颗眼睛很靠近,所以可以互相补偿对方看不到的盲点哦!作为盲点的交换,人类获得了“高配版”的感光细胞,进而获得了一个不愧于灵魂之窗的高配版眼睛。所以要好好的爱护自己高配版的眼睛哦!

资料来源

1. Boulton, M., Dayhaw-Barker, P. The role of the retinal pigment epithelium: Topographical variation and ageing changes.Eye15,384–389 (2001). https://doi.org/10.1038/eye.2001.141

  • 台湾杰出女科学家系列专访,持续更新中!

《她是科学家》特辑持续更新中

内容来源网络,如有侵权,联系删除,本文地址:https://www.230890.com/zhan/188262.html

(0)

相关推荐