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你的視網膜,如何調整腦中影像的明暗對比?——《眼見為憑》

時報出版_96
・2021/06/10 ・2248字 ・閱讀時間約 4 分鐘
  • 作者|理查.馬斯蘭(Richard Masland)
  • 譯者|鄧子衿

一個男人彎腰抱著吉他
修剪草木的人,那天是綠色的。
世人說:你有一把藍色吉他
你彈奏得不像樣。
他回答:曲子就是那樣
在藍色的吉他上彈才變樣。——華萊士.史蒂文斯

強化真實世界影像

視網膜細胞一開始處理的另一件重要的事,是強化輸出影像的邊緣。請注意開啟細胞和關閉細胞並沒有改變視覺影像,只是告訴腦接收到的是明亮或是黑暗。邊緣強化是另一回事,因為從這裡開始,原始的影像就沒有忠實地傳遞到腦部了。就腦部那邊來看,影像已經受到強化了,也就是邊緣受到處理,具備了最多的資訊。

邊緣的重要性看起來非常明顯,但是其中包含了一個掌握了視覺非常多面向的核心原理。自然世界呈現出來的像素絕對不是隨機的,自然的影像世界中具有結構:線條、角度、曲線、表面。也就是說,有些像素的出現會受到周遭影像內容的影響。真正的隨機影像世界像是只收到雜訊的電視螢幕。人類的視覺系統能夠加以整理,強化發生改變的結構,並且削弱缺乏變化的區域,例如天空的中央,單一顏色區塊的內部。

天空的中央,單一顏色區塊的內部。圖/Pexels

視網膜產生讓影像邊緣強化的機制是「側邊抑制」(lateral inhibition),這是視網膜所進行的基本程序之一,也是電腦影像生成的基本程序。這時我們再一次去看剛才那個簡單的圖案,那個全黑和全白的區域中沒有什麼資訊,產生變化的點(也就是邊緣)才有最多的資訊。側邊抑制會使得靠近邊緣的節細胞的反應增強。也因為邊緣抑制,腦部接收到的黑色邊緣和白色邊緣的訊息最為強烈。這是視網膜選擇影像世界中重要特徵傳遞給腦部的根本例子。

在行動電話和電腦中也有相同的數位邊緣強化程式。你大概知道數位影像通常都可以用「促進對比」或「邊緣強化」修改。修改後影像會變得更為銳利。當然,天下沒有白吃的午餐,影像中的灰色調往往犧牲了,但是有的時候這個犧牲是值得的。

看到的都是修改過的影像

側邊抑制這個機制普遍存在於感覺系統中,視覺、觸覺和聽覺有,嗅覺和味覺可能也有。所有哺乳動物和許多脊椎動物都具備側邊抑制,這個系統可能很有用,在動物演化初期便出現了,是大自然最早的影像處理技巧。側邊抑制(邊緣強化)為什麼這麼好用呢?

要回答這個問題,我們得把側邊抑制當成視網膜上所有視網膜節細胞所送出訊息的特性。下面這張圖指出了落在視網膜表面上的正確影像(由桿細胞和錐細胞所偵測),在經由幾個步驟的修改之後,由視網膜節細胞送往腦部。

落在視網膜表面上的正確影像,在經由幾個步驟的修改之後,由視網膜節細胞送往腦部。圖/《眼見為憑》

上面那條線代表視覺影像,影像的一半是黑色的,另一半是白色的。中間的那條線代表了由一片視網膜節細胞看到的影像。最下面的那條線代表了節細胞送往腦部的訊息強度。請注意在邊緣地區,由每個節細胞傳遞的訊息是經過強化的,在亮的區域那邊增強了,而在暗的那邊節細胞的反應減弱了。從腦來說,這個機制產生的效果是亮和暗之間的差異(定義出邊緣的訊號)增加了。

為了讓說明簡單,我在這裡用只含有開啟細胞的視網膜當例子,其實另一半的關閉節細胞也有發揮作用,方式是和開啟細胞相反,但是效果相同:增加邊緣附近訊號的差異。我在這裡不會囉嗦說明每個步驟,他們其實就像是開啟細胞,只是行為反過來而已。

為了好玩,我們可以思考一個有趣的事情:如果造成刺激區域的黑色是最黑的黑色,白色則是完全的純白色,那麼黑色的邊緣會看起來更黑、白色的邊緣會看起來更白嗎?如果造成刺激的黑色是純黑,白色是純白,那麼就定義上來說,由開啟細胞組成的系統和關閉細胞組成的系統應該會受到限制,因為他們的反應不可能在零之下,也不會超過百分之百。但是在現實世界中,一個影像的所有部位都會當成是在零與百分之百之間,會比較亮或比較暗,但不會是絕對的亮與暗。當視覺系統遇到從亮到暗的轉變區域時,側邊抑制會用同樣的方式強化訊號,讓我們對於對比的感知更為強烈。這個機制造成了著名的視覺錯覺「馬赫帶」(Mach bands):深淺不同的兩條色帶並在一起時,我們會覺得交界處旁邊深色的區域的顏色要比較深、淺色區域的顏色要比較淺。

馬赫帶。圖/Wikipedia

總而言之,視網膜上的視網膜節細胞有四種基本形式:暫時開啟、持續開啟、暫時關閉、持續關閉,每一種都會受到側邊抑制的影響,所以對於邊緣附近區域產生的反應要比中央沒有變化的區域來得強烈。我們在第四章中還會看到,視網膜其實更為複雜,就如同一篇論文的標題中所說的,「比科學家所想得還要聰明」。但是我們可能要一段時間才發現到有多聰明。在此同時,科技進展讓我們能夠更仔細腦部處理來自視網膜資訊的方式。

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時報出版_96
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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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在家防疫很疲勞?還想堅持下去能怎麼做?

林希陶_96
・2021/06/23 ・2973字 ・閱讀時間約 6 分鐘

台灣正面臨 COVID-19 的襲擊,全國上下還處於三級警戒之中。看目前疾病的趨勢,可能相關的限制依舊會持續下去。如何在疫情之下,仍讓社會大眾願意配合相關保護措施變得至關重要。

6/23 指揮中心再次延長全國三級警戒維持至7/12。 圖 / 疫情指揮中心

但是,當時間一拉長,對於嚴格的防疫作為可能會覺得是否有必要,甚至在情緒上會有所反彈,也不願意配合政府相關限制或措施,這就是所謂的「防疫疲勞」(pandemic fatigue)[註1]。

而要特別說明的是,這裡所稱的防疫疲勞,並不是醫學上的正式診斷。此處的疲勞是指筋疲力竭、疲倦、氣力放盡,與一般日常用語相同。從 2019 年至今,COVID-19 在全球各地引發大流行,各國也頒布各種不同程度的封城、隔離、限制命令。防疫疲勞導因於動機降低,消極應對各項指示,甚至不遵守相關指引。根據 WHO 的調查,高達60%的人會出現「防疫疲勞」1

嗚嗚⋯⋯疫情到底哪時能結束?圖/GIPHY

世界各國對於此現象也有所警覺,但如何再次重振國民的動機都有手足無措之感。

疫情在全世界已經延燒超過一年的時間,台灣在第一年並未明顯感受到防疫的不便。但隨著疫情增溫,不便的程度越來越大。吃飯只能外帶,出外就必須戴口罩。所有的公營場所、娛樂活動全部都被限制,不能隨心所欲地出門逛街、散步、運動。

台灣眼前所面臨的一切,一年前世界各國都已經示範給我們看過了。當時,WHO 歐洲分部也知道防疫疲勞正在削減各國的防疫能量,如何重新提振社會大眾的動機與信心變成首要任務。因此他們發佈了「防疫疲勞指引」1,協助政府調整作法,以利民眾配合整體抗疫行為。

這個指引說穿了並不是多麼偉大的創見,就是從民眾的角度出發,以同理的方式去瞭解老百姓需要什麼東西,而不只是單純地關閉所有地方,叫大家待在家裡就好。

「防疫疲勞指引」裡有四個部分,非常值得好好深思一番,讓政府單位更深刻的理解何謂民眾內心真正需求,唯有如此,動機才可能再次被增強,防疫疲勞的狀況才能真的減少。

如何繼續防疫?「防疫疲勞指引」

了解民眾:溝通資訊準確,少即是多

在疫情之下,民眾已經接收過多資訊,並對於這些資訊會多所質疑。因此與民眾溝通,最好是使用高品質、有證據、量身訂做的資料,並遵守「少即是多」的原則。像是法國衛生部從民眾的經驗中學習,針對特殊族群,每周以問卷方式得知對抗疫情有無創意性做法。而德國對於限制區域如何制定,除了徵詢病毒學家、醫學專家之外,對於進一步考慮限制自由的合法性,也會請教哲學家、歷史學家、科學家、神學家、教學專家等不同專家的意見。

讓人民自己成為解決問題的一部分

人類感覺活著的一個基本需求,就是可以自己控制自己的生活,如果自主能力受到威脅,動機很容易消失。從心理學的角度可知,改變想法就可以改變心情,面對疫情不停地侵蝕我們的生活,我們可以轉念,從「疫情控制了我們的生活」,改變成「我們改變自己的行為進而控制疫情」。主導權回歸到我們身上,自我效能的感覺自然就會增加。

大家要好好把握現在!待在家也能成為英雄,控制疫情!圖/GIPHY

而媒體不是只能報導一些雞毛蒜皮的行車紀錄器或是負面取向的新聞,而是可以從社區中收集正向、有希望、有趣的故事,進而啟發自己。像是BBC就報導了百歲老兵湯姆‧摩爾的故事。一開始他的心願很小,他只是希望繞自家花園一百圈,每一圈募得10英鎊,一共是1000英鎊,然後將這些錢捐給英國全民醫療服務系統(NHS)。他的善心感動了英國及世界各地的人,短短時間之內捐款即突破百萬英鎊,在他百歲生日時,捐款已經超過3000萬英鎊2

見賢思齊,我們在疫情之下,是不是也有自己可以辦到的事?

讓人民過自己的生活,但想辦法降低危機

雖在疫情之下,讓民眾還是可以想辦法過自己想要的生活,但盡量減少不當行為。這裡所採用的是「危害減低策略」。既然我們無法完全停止不當行為,但盡量讓行為相關的危害盡可能減到最低。

在三級警戒的現在,除了WFH,透過網路線上與朋友相聚也是不錯的社交方式。圖/GIPHY

有的人天性就是喜歡社交,既然舉辦派對是危險的,但就允許他們從事小團體社交,也可以減低大規模群聚的現象。政府要想辦法發展各種防疫指引,如安全的晚宴如何舉辦;小孩如何遊玩互動;工作場所如何防疫;約會、喪禮、婚禮、旅行如何進行。而多數人最在乎的戶外活動與運動,如何在保持安全的社交距離之下,從事這些活動。

而不是一味的禁止有風險的活動,應當站在民眾的角度,好好想想如何在疫情之下好好生活。政府也可以試著以科學的角度去檢驗什麼方式可以避免被傳染,像英國在五月時就舉辦實驗性質的演唱會,參加民眾只要篩檢陰性,進場既不用戴口罩,也不用保持社交距離。但五天之後,需要接受第二次篩檢。由此得到的數據來研究群聚與感染之間的關係3

反覆的感謝人民艱難的配合

因為防疫而隨之而來的限制,可能會讓許多人遭受各式各樣的損失,有的人可能丟了工作;有的人可能經濟上陷入困境;有的人家人過世卻無法舉辦喪禮;有的人婚期訂了卻無法舉辦婚禮;有的人撐到畢業,典禮卻取消了。

在這些過程中,大家遭逢各式各樣的損耗,心裡也承受或多或少的壓力,這樣的經歷對於心理健康而言是相當不利的,甚至在未來有不良影響。

防疫不出門,在家也能看展覽!圖片截自/線上故宮

政府在這方面可以做得事情非常多,而不是只會頒布限制令,只叫全民在家就好,其他公共服務完全停擺。除了發錢紓困之外,其他相關服務可做得更加細膩。如心理支持方面,可轉而提供線上諮詢,對於個案的心理困境即時給予簡單的支持。再者所有公家機關都可以強化線上服務能力,像是博物館可以舉辦線上展覽[註2]*,圖書館可以宅配圖書至家裡。最不好的,就是採用中世紀的做法,鐵門一拉,雙手一攤,全部都覺得防疫或是想辦法度過難關,都是民眾自動自發要做好的事。

總而言之,從民眾的角度出發,理解對抗疫情大流行是相當不容易的事,如何將不便減低,才有可能讓防疫疲勞消散,進而使全民都順利度過此疾病。

  • 註1:pandemic fatigue 可翻成防疫疲勞、抗疫疲勞或者直譯為大流行疲勞。個人覺得抗疫疲勞較為傳神,既有抵抗又有抗議的雙關意味,但本文沿用台灣常用的防疫疲勞。
  • 註2*故宮的網站「線上故宮」做得很棒,線上策展也很值得一看。

參考資料:

  1. 世界衛生組織歐洲分部所提供的關於防疫疲勞之指引。
  2. 肺炎疫情正能量 盤點五大溫暖人心的抗疫故事。
  3. 英國舉辦5000人無口罩演唱會 藉此研究群聚與傳染關係。

林希陶_96
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作者為臨床心理師,專長為臨床兒童心理病理、臨床兒童心理衡鑑、臨床兒童心理治療與親子教養諮詢。近來因生養雙胞胎,致力於嬰幼兒相關教養研究,並將科學育兒的經驗,集結為《心理師爸爸的心手育嬰筆記》。與許正典醫師合著有《125遊戲,提升孩子專注力》(1)~(6)、《99連連看遊戲,把專心變有趣》、《99迷宮遊戲,把專心變有趣》。並主持FB專頁:林希陶臨床心理師及部落格:暗香浮動月黃昏。
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