为什么大脑在两个半球之间划分视觉空间感知？神经科学家的新评估探讨了这种分工的优势和权衡，以及大脑如何最终使视觉体验感到无缝。
人们对大脑的左半球和右半球的作用有很多误解，但这种划分的一个众所周知的方面可能比人们意识到的更加真实：大脑不仅在视觉空间感知上划分左右——在右半球处理我们左边的事物，而在左半球处理我们右边的事物——而且这也带来了认知上的优势。麻省理工学院的神经科学家在一篇新评审中解释了这个分工所带来的学习、它涉及的权衡以及大脑如何最终弥合这个分歧。
“人们听到很多关于左脑更具分析性、右脑更具艺术性，或者人们是右脑型与左脑型的神话。99%的这些都是胡说，”论文的共同作者、麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所教授、脑神经科学与认知科学系的厄尔·K·米勒（Earl K. Miller）说。“你是用整个大脑进行思考的。”
但是，谈到视觉空间感知时，大脑即使在认知处理的后期阶段，也为注意力左右两侧发展了不同的神经资源，米勒说。为什么？为了优化其能力。
“这是有充分理由的，”米勒说，他与皮考尔研究所的研究科学家斯科特·布林卡特（Scott Brincat）共同撰写了发表于期刊《神经心理学》（Neuropsychologia）的新评审。“感知能力是有限的——你一次只能接收这么多信息。如果你的能力完全集中在视野的右侧，你可能会错过左侧接近的威胁。在两个侧面之间划分资源有助于避免危险的感知盲点。”
分隔的视野
米勒说，当他读研究生时，他被告知大脑在其视觉空间感知上，半球之间进行了整齐的划分，直到信息到达前额皮层时才会无缝融合。但是，米勒和布林卡特以及许多其他研究人员的实验已经积累了证据，以修正这种观点。这些研究表明，即使在前额皮层，关于物体位置的信息的神经编码，仍然偏向于“对侧”半球，即物体在视野中出现一侧的相对半球。
“结果是，即使对于注意力和工作记忆等高层次的认知功能，两个半球似乎也表现得相当独立，”作者们写道。通过测量每个半球中协调的神经元网络产生的大脑波，证据显而易见。当它们考虑出现在对侧的视觉刺激时，额叶半球的伽马频率波功率会增加。
与此同时，几十年来的研究（包括1971年的一项研究）表明，如果呈现的内容在半球之间分开而不是全部在一侧，人和动物能够记住更多的事物。神经科学家称之为“双边优势”，尽管并不完美。即使在两个侧面之间分开，人们也不如在任一侧上跟踪单个目标那么好。
人们在视觉领域中也表现出个体化的感知能力差异。米勒创办了初创公司SplitSage，旨在测量这些差异，以帮助处理视觉导向复杂任务的人提高他们的表现。
值得注意的是，布林卡特和米勒在新论文中回顾的研究表明，半球之间的分裂偏见仅适用于空间信息——即事物的位置。其他特征，如颜色或形状，都是由两个半球共同处理的。
无缝的视野
如果大脑在处理空间视觉感知时保持分离，甚至在分配注意力和在工作记忆中处理物体的阶段，为什么当一只从我们的左侧飞来的鸟进入我们视野的右侧时我们不会感到困惑或惊讶？我们也能轻松处理这种情况，即随着我们的视线移动，物体从一只眼的视野转移到另一只眼的视野。
“我们体验到一个无缝的世界，”米勒说。
事实证明，大脑在处理从一个半球到另一个半球的“交接”时，完成的方式类似于当你开车时手机与两个信号塔之间的切换，根据2014年的一个研究和布林卡特与米勒于2021年领导的研究的神经活动测量结果。
“当被追踪的目标接近视觉中线时，即将接收目标的半球会在交叉时间之前显示活动的逐渐增加，好像它在预测目标一样，”作者们写道。“此外，发送半球的活动在交叉后依然高涨。因此，神经信号在目标反映的上，最多可共享两者半球达一秒或更长时间。就好像两个半球都在持有接力棒。”
与“双边优势”一样，当这种转移发生时，研究表明有小的表现成本。
半球间连接或同步性缺陷在包括阿尔茨海默病、焦虑、抑郁、精神分裂症、强迫症和自闭症谱系障碍等神经和精神疾病中显而易见，作者们指出。布林卡特和米勒的评审强调，这种干扰可能会影响认知。
“对半球间处理的基础性理解，加上可转化为人类患者的干预措施，为开发新颖的网络层次治疗提供了希望，”他们写道。
