最近，麻省理工學院（MIT）的一個研究團隊發表了一項有趣的研究，主要探討先天視覺障礙的孩童在接受手術恢復視力後，其視覺能力是否與一般健康的小孩有所不同。



首先，他們給這些孩童展示了彩色和黑白的圖片，讓他們辨認圖片中的物體。結果顯示，這些孩童對彩色圖片的辨認正確率高於黑白圖片。基於這個實驗結果，研究團隊提出了一個可能的解釋：一般孩童的眼睛在發展過程中，錐狀細胞還未成熟時就開始接受外界刺激，因此會經歷一段無法正確讀取色彩訊息的時期，直到這些細胞逐漸成熟後才能準確辨認色彩。因此，在尚未能讀取色彩訊息的階段，孩童可能會建立起其他辨識能力，例如利用物體的形狀或其他特徵進行辨認。然而，這些視障兒童在手術後恢復視力時，其錐狀細胞已經發展成熟，因此一旦獲得視力，就能立即接收到色彩訊息，這使得他們更依賴色彩來辨認物體。當物體沒有色彩時，他們的辨識能力便會下降。



研究團隊進一步使用類神經網絡進行模擬。他們選擇了一種卷積神經網絡（CNN），即AlexNet，來進行模擬。CNN被認為是模擬人類視覺系統的一個非常好的模型，所以在這樣的研究中使用CNN是非常合理的。為了模擬視障兒童與一般孩童在視覺發展上的差異，他們操弄了神經網絡的訓練組。其中一組使用完全彩色的圖片進行訓練（C2C），另一組則先用黑白圖片訓練，然後再使用彩色圖片訓練，以模擬一般孩童的發展過程（G2C）。結果發現，C2C組的模型在辨認黑白圖片時，正確率遠低於辨認彩色圖片的正確率，而G2C組的模型則沒有這樣的問題。



這項研究通過行為實驗探討在發展過程中對顏色感知如何影響物體辨識，並利用類神經網絡進一步提供證據證明其假設的有效性，是一項非常有趣的研究。

參考文獻
Vogelsang, M., Vogelsang, L., Gupta, P., Gandhi, T. K., Shah, P., Swami, P., Gilad-Gutnick, S., Ben-Ami, S., Diamond, S., Ganesh, S., & Sinha, P. (2024). Impact of early visual experience on later usage of color cues. Science, 384(6698), 907–912. https://doi.org/10.1126/science.adk9587