不如我们反过来想一下,若是你坐着的时候老是能明白的感知桌椅的接触,那么你将无法排除掉良多感知的干扰,进修和工做会遭到很大的影响;走路的时候老是能感知周边物体的运动,那么你将无法准确的判断周边物体的间隔和速度,很容易碰碰到旁边的行人和汽车;听音乐的时候老是能感知最为熹微的细节,那么在声响变大时候你将不甚干扰;总能瞥见最细微的色彩和光强变革,那么现实生活中的细节将充塞你的认知,使你的大脑过载。
我们的神经系统适应那种持续的刺激信号输入的才能/现象,对我们来说是不成或缺的,那被称为“神经自适应性”(Neural Adaptation)[1]. 有了那种才能,我们才气一般的生活,一般的集中留意力;赏识做曲家设想的音乐的响度和tempo[2]的比照,使得任何量量的灌音和音响设备都比不上现场聆听;欣赏天然风光时候拥有比最强大HDR照片[3]更好的动态范畴息争析才能,使得任何后期处置过的风光都比不上设身处地。但同时也有一些欠好的现象,如常吃甜食和辛辣食物,就会变得重口味;常利用高量量的耳机,就用不惯地摊货;常利用高分辩率高刷新频次的屏幕,就用不了普通化显示设备;过惯了声色犬马的生活就无法体味平平生活的乐趣。也就是 老子 所说的
“五色令人目盲,五音令人耳聋”视觉光感神经自适应性最早在1963年被准确定义[4],该研究发现大鼠在履历过几分钟差别强度的光照适应化之后,与光感间接相关的视紫量(Rhodopsin)敏感性会发作对应的明显变革,那种变革还具有必然的非线性:
因而我们在从光照强了的室外进入阴暗的房间,会有几秒钟看不清面前的细节。在开车进入隧道时候需要开车灯并亲近留意行车形态以制止危险;出隧道时也应该隆重小心。
当然,在听觉响度的感知中也有如许的现象,不外听觉响度感知的速度可能更快一些,在毫秒级。那种自适应性使得我们在听到一段高响度的声音之后,对低响度声音的敏感性显著降低;反之,在履历低响度声音情况之后,对高响度的感知更为强烈[5]:
听觉通路中下丘(Inferior Colliculus)神经元在差别情况下对差别响度的放电频次:灰色:基准线;红色:履历3秒51分贝的声响适应后;蓝色:履历3秒75分贝的声响适应之后。可见在同等声强下放电频次依次降低,而对神经元来说,放电频次代表反响强度此外,在嗅觉[6][7]、触觉[8]等其它知觉中也遍及地不雅测到神经自适应现象。
一般情况下,细胞量中的 Ca2+Ca^{2+} 浓度凡是在100 nM. 而细胞外其浓度是那个的一万倍以上[9]. 如许的浓度差别次要靠细胞膜对 Ca2+Ca^{2+} 极低的通透性和钙亲合卵白的缓冲以及细胞膜两侧的钙泵等功用维持。在突触信号传导过程中,突触前膜上的电压门控钙离子通道翻开,构成钙的内向电流,也就是钙离子进入神经细胞细胞量。而钙离子对钠离子内流有合作性按捺感化,那使得钠离子的内流降低,神经细胞膜两侧的电位差构成速度减慢,对神经信号的传导构成按捺感化。如许一套机造构成了神经信号传导的负反应闭环[10][11]. 使面临持续的刺激输入,神经元对信号的增量敏感,而对信号的绝对值敏感性削弱[12],也就是PID控造[13]中的D(微分)控造[14][15]. 反之,高强度运动形成的电解量流失会使得神经细胞外情况中的Ca2+Ca^{2+} 浓度降低,对钠离子内流的按捺也降低,神经细胞对刺激信号过于敏感,形成对应肌肉过于兴奋而痉挛,也就是抽筋。
感知觉方面的变革敏感性以及强度自适应性不是颠末大脑处置的,具有极高的内禀性,不用耗认知资本。它让我们身体的感知器能更好的应对收支信号的强度饱和,让我们的视觉认知能有效制止摄影中的“过曝”,同时到达信号感知的高敏感性和高“量程”。当然,在高级认知上也存在着神经适应性,好比瀑布错觉[16],它跟大脑的构造和功用可塑性息息相关,原理上与感知觉的神经自适应性有一些差别。
参考^Carroll, T. J., Riek, S., & Carson, R. G. (2002). The sites of neural adaptation induced by resistance training in humans. The Journal of physiology, 544(2), 641-652.^Hevner, K. (1937). The affective value of pitch and tempo in music. The American Journal of Psychology, 49(4), 621-630.^Reinhard, E., Heidrich, W., Debevec, P., Pattanaik, S., Ward, G., & Myszkowski, K. (2010). High dynamic range imaging: acquisition, display, and image-based lighting. Morgan Kaufmann.^Dowling, J. E. (1963). Neural and photochemical mechanisms of visual adaptation in the rat. The Journal of general physiology, 46(6), 1287-1301.^Dean, I., Robinson, B. L., Harper, N. S., & McAlpine, D. (2008). Rapid neural adaptation to sound level statistics. Journal of Neuroscience, 28(25), 6430-6438.^Dougherty, D. P., Wright, G. A., & Yew, A. C. (2005). Computational model of the cAMP-mediated sensory response and calcium-dependent adaptation in vertebrate olfactory receptor neurons. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102(30), 10415-10420.^Störtkuhl, K. F., Hovemann, B. T., & Carlson, J. R. (1999). Olfactory adaptation depends on the Trp Ca2+ channel in Drosophila. Journal of Neuroscience, 19(12), 4839-4846.^Kahrimanovic, M., Tiest, W. M. B., & Kappers, A. M. (2009). Context effects in haptic perception of roughness. Experimental brain research, 194(2), 287-297.^Clapham, D. E. (2007). Calcium signaling. Cell, 131(6), 1047-1058.^Hagenacker, T., Ledwig, D., & Büsselberg, D. (2008). Feedback mechanisms in the regulation of intracellular calcium ([Ca2+] i) in the peripheral nociceptive system: role of TRPV-1 and pain related receptors. Cell Calcium, 43(3), 215-227.^Dougherty, D. P., Wright, G. A., & Yew, A. C. (2005). Computational model of the cAMP-mediated sensory response and calcium-dependent adaptation in vertebrate olfactory receptor neurons. Proceedings of the National Academy of Sciences, 102(30), 10415-10420.^Störtkuhl, K. F., Hovemann, B. T., & Carlson, J. R. (1999). Olfactory adaptation depends on the Trp Ca2+ channel in Drosophila. Journal of Neuroscience, 19(12), 4839-4846.^Ang, K. H., Chong, G., & Li, Y. (2005). PID control system analysis, design, and technology. IEEE transactions on control systems technology, 13(4), 559-576.^Kurahashi, T., & Shibuya, T. (1990). Ca2+-dependent adaptive properties in the solitary olfactory receptor cell of the newt. Brain research, 515(1-2), 261-268.^Leinders-Zufall, T., Ma, M., & Zufall, F. (1999). Impaired odor adaptation in olfactory receptor neurons after inhibition of Ca2+/calmodulin kinase II. Journal of Neuroscience, 19(14), RC19-RC19.^Crane, T. (1988). The waterfall illusion. Analysis, 48(3), 142-147.