美國一個名叫布里德曼的人曾經患有一種怪病：他不能分辨立體的世界。但是一次電影院之行卻意外地重連了他大腦中的部分神經，治好了他的怪病。這究竟是如何發生的呢?
好的電影能改變人們看待世界的方式，但是又有多少人能說一部電影能永久性地根本性地改變他們的視力?布魯斯·布里德曼就能這麼說。確切地說，就如何看這個世界這個問題而言，他有一個看《雨果》之前的世界，還有一個看了《雨果》之後的世界。
在今年(2012年)2月16日，布里德曼陪著他的妻子去電影院一部由馬丁·斯科塞斯(Martin Scorsese)執導的3D冒險電影。就像其他人一樣，儘管可能是浪費鈔票，他還是付了筆額外的錢租了一副3D眼鏡。來自聖克魯茲加州大學的67歲神經學家布里德曼其實得了立體視盲症(stereoblind)，換句話說，他無法真正感知物體的深度。「當我們出去時，人們可能會抬起頭談論樹上的鳥，」他說。「但直到他們說完，我還在忙著找那些鳥到底在哪兒。因為在其他人眼裡，這些鳥就像是從畫面中跳了出來，但在我看來，它們只是背景的一部分。」
燈光熄滅，預告片結束，一切都發生了改變。幾乎就從布里德曼開始看電影的那一瞬間開始，屏幕上的角色就以一種他從未感受過的方式跳了出來。「這簡直就是一種全新的視野，太令人興奮了!」他說。
但是電影結束後，魔法並未停止。他走出電影院時，眼前的世界已經變得大不相同。布里德曼有生以來第一次看見一盞路燈從背景中跳了出來。樹、汽車和行人看起來更加地鮮活和逼真。更令人不可置信的是，他感知3D世界的能力從那天開始一直持續至今。「在我騎自行車上班時，我看著路旁的一片森林，森林中的每一棵樹都是如此地層次分明。」他說。有些事情確實發生了改變，他大腦中的某個部分覺醒了。
傳統觀念認為，布里德曼所經歷的改變是不可能發生的。立體視盲症的發病率大概為5-10%。就像得了這種病的其他許多人一樣，布里德曼應該是註定看不到一個有層次的世界的。但布里德曼在電影院所經歷的事情已經有過先例–最著名的病例就是蘇·巴瑞(Sue Barry)，或者我們該稱為「立體蘇(Stereo Sue)」。根據作者和神經學家奧利弗·薩克斯(Oliver Sacks)的資料，她應該是第一個通過視覺療法重新看到立體世界的案例。蘇在她四十幾歲的時候經過專業的治療才得以恢復視力。現在的問題是，為什麼從出生到現在過了幾十年，布里德曼的大腦才自發地把眼睛接收到的映像從平面轉化為立體?
被改變的映像
幾個世紀以前，科學家們就知道兩隻眼睛要比一隻眼睛好(譯者：這不廢話麼)。羅馬醫生加倫(Galen)觀察到兩隻眼睛所接收到的圖片是略有不同的，許多個世紀以後，萊昂納多·達文西也注意到了這點。如果你先只用左眼看一件物體，再換成右眼，你會發現：儘管畫面看起來相同，但是物體在你眼中的位置發生了略微的移動。
在19世紀30年代，英國的科學家和發明家查爾斯·惠斯通(Charles Wheatstone)發現了其中的原因：兩眼接收到畫面的略微差異可以使大腦感受到畫面的層次。由此他發明了一套被稱為立體鏡(stereoscopes)的巧妙裝置。只要把兩張幾乎相同但略有區別的的圖片一起放進這套裝置，它就能產生一張具有立體感的圖片。
大腦通過一種目前未知的方式自動將兩眼接收到的圖片合成為立體映像。最近幾十年，我們開始認識到腦海中立體映像的產生與神經信號有關。這與我們從舌頭感受味道然後通過不同的細胞傳遞到大腦從而感受到酸甜苦鹹的過程大致相同。我們的眼睛也通過特定的細胞向大腦傳遞特定的信號，例如，有的細胞傳遞水平線的信號，有的細胞傳遞垂直線的信號。在傳遞神經信號時，距離大腦越遠，傳遞的過程越複雜。
神經學家已發現大腦皮層中負責處理視覺的部分。這部分皮層只負責對兩眼傳送到大腦的圖像不同部分的視覺神經信號作出響應。這些傳輸視覺信號的細胞被稱為雙目神經元(binocular neurons)，它們是產生立體視覺的關鍵。
根據諾貝爾獎獲得者大衛·休伯爾(David Hubel)和托爾斯騰·維塞爾(Torsten Wiesel)在20世紀60年代的研究，大腦發展雙目視覺，也就是同時使用雙眼看東西的機會窗口持續時間很短。根據他們對貓的研究，還有許多其他後繼者的研究，如果正處在發育過程中的大腦沒有從雙眼感受到重疊的映像，它就永遠不會建立形成立體視覺所需要的聯繫。視覺皮層中的雙目神經元也就不會產生。一旦童年時期結束，這個形成立體視覺的機會窗口就會關閉，一個人就被鎖在了平面世界中。
感受深度
在布里德曼的案例中，他具有一種被稱為交替性斜視(alternating exotropic strabismus)的症狀，通俗地說，就是「總有一隻眼睛在偷懶」。他的兩隻眼睛都有不自覺地獨立向兩邊斜視的傾向。也就是說，他的兩隻眼睛可以各自單獨地盯著一個場景，然後前後交換，但是他永遠不能兩眼同時盯著一個點，也不能兩眼同時工作。所以他之前看到的世界都是由一塊又一塊平面所組成的畫面。
雖然立體視覺是大腦最直接、也最直觀的獲取深度信息的方法，但是大腦也會通過一些布里德曼曾經十分依賴的方式來感知深度，例如陰影位置、透視效果和畫面阻塞(如果你在盯著一片森林時晃一下腦袋，你會發現有幾棵較遠的樹會被較近的樹擋住)。
最重要的是，他還利用了動感視差(motion parallax)–當你在一條視野開闊的馬路上開車時，這種現象可能會更加明顯：當你看著車窗外的景色，路邊的樹飛馳而過，稍遠處的石頭則移動得慢一些，而遠方地平線上的山脈則像是被釘在了地上似地一動不動。這些物體明顯的速度差異使得大腦能夠分辨它們與我們的距離。你甚至不用開車，只要稍微歪一下脖子偏轉視線就能感受到相同的效果。這就是布里德曼在歐洲參觀教堂時用的小伎倆。他在教堂的過道上來回走著，只要看著那些輪廓分明的廳堂，他就能把自身移動所帶來的動感變化轉換為對深度的感知。
大腦通過其他信息感知深度的能力常常使得那些天生患有立體視盲症或立體視覺系統受損的人在成年以前根本不能發現自己的疾病。多倫多約克大學的視覺專家勞瑞·威爾考克斯(Laurie Wilcox)說：「任何標準的眼科測試中都沒有包含對深度感的測試。這太丟人了。(是否能感知深度)可是一條很實用的信息。」
社會生活也並不對我們能否看見立體世界有任何要求。在發放駕照時，美國的大多數州甚至連檢測立體視覺缺陷的測試都沒有，只要通過路考就行。雖然布里德曼的家庭成員在他握著方向盤時會有些緊張，但是他自從成年後一直在開車。
所以多年以來，布里德曼一直認為通過動感視差、陰影位置和透視效果來代替立體視覺感知深度是綽綽有餘的。但是，一年前(2011年)，他在聽了一場由舊金山斯密斯-凱特維爾視覺研究中心(the Smith-Kettlewell Eye Research Institute)的視覺專家蘇珊娜·麥基(Suzanne McKee)作的講座後，對自己的想法產生了動搖。
突如其來的立體視覺
麥基說：「事實證明，只用一隻眼睛看東西會產生誤導。」如果你讓一個具有立體視覺的正常人遮住一隻眼睛，然後根據光線判斷一件物品的位置，即使他們不斷晃腦袋來產生動感視差，最後作出的判斷也是十分不準確的。「我把他們在使用單眼情況下作出的判斷和使用雙眼情況下作的判斷進行結果對比，發現使用雙眼要比使用單眼好上五到十倍。」麥基說。
布里德曼被這份研究震撼到了。聽了麥基的講座，他覺得他失去了一些東西。也許他本可看得更深。
同樣的事情也發生在立體蘇身上。她是一個天生的鬥雞眼。當她在一場晚宴上遇到奧利弗·薩克斯時，她告訴他儘管不能看到立體的世界，可她並不覺得失去了很多東西。可就在幾年之後，她給出了不一樣的答案。
當她的鬥雞眼開始給她帶來麻煩，蘇開始尋求治療方法。早期治療的主要內容是讓她能夠把雙眼匯集到一個點上。這是形成立體映像最初，卻也是最關鍵的一步。接下來便是不斷的練習。蘇需要帶著一副偏光眼鏡(polarized glasses)盯著一個立體的物體，並在腦海中努力形成正確映像。新澤西Fair Lawn鎮的視力醫生萊昂納德·普萊斯(Leonard Press)，蘇的主治醫師說：「你的大腦必須做出選擇。你可以讓眼睛保持緊張且不穩定，然後退出練習;或者你堅持練習，讓兩眼放鬆並集中注意力，直到立體的映像出現在你的眼前。」
在立體蘇的案例中，她的立體視覺是突然出現的。有一次她結束治療，開車回家，眼前的視野突然變得開闊，汽車的輪胎開始在她的眼前旋轉起來。
幼年留下的瞬間記憶
一些有力的證據顯示：在視力發展的關鍵時期，許多專家推測，像蘇、布里德曼和其他類似的病例，應該在幼年時曾有過哪怕僅僅是這麼一瞬間的雙目並用形成立體視覺的時刻。正是幼年時期的這些經歷，促進了他們成年後立體視覺的形成。事實上，布里德曼確實有著類似的記憶。他記得他小時候曾玩過麥片盒上附帶的一個遊戲，這個遊戲能讓你把紙盒折成一個立體的物體。有那麼一瞬間，在他盯著麥片盒時，那些印刷的圖案從盒子上跳了出來。
也許正是這幼年時的瞬間一瞥，為他將來形成立體視覺提供了充足的神經連接。這就好比你在三十年前裝好了電話線，然後在三十年後用上了他們。
這些進一步的證據都說明了大腦的可塑性比科學家們最初的預計要厲害得多。約克大學的威爾考克斯說：「這是神經科學發展的主流方向。大腦的可塑性比我們最初的預計還要高。也許我們能夠重新使得那些功能受限的雙目神經元發揮作用，這可真是太棒了。」
在這種情況下，激活電話線變成了最具有挑戰性的任務。蘇巴瑞努力了好幾個月，進行了成千上萬次的練習才只能感受到方向盤和儀錶板上的那短短几英寸的深度。但是布里德曼才花了倆小時就看見立體世界了。這是為什麼呢?威爾考克斯說：「這其中肯定存在著某種能力，這種能力十分有趣，但是人們卻難以接近。」威爾考克斯見證了她研究中幾個具有突破性的時刻，根據她的經驗，只有當人們真正知道自己要的是什麼，他們才能獲得這種能力。
去年(2011年)夏天，加州大學伯克利分校的驗光教授丹尼斯·勒維(Dennis Levi)發表了一項研究報告。這份報告記錄了五個得了立體視盲症或立體視覺系統受損的成年人學習獲得立體視角的過程。在他的實驗中，勒維發現實驗對象在通過單眼輔助暗示一些例如相對尺寸和陰影位置等的景深信息後，更容易在觀察具有立體感的物體時取得突破性進展。這大概能解釋得了布里德曼的傳奇經歷。
抓住患者的注意力
與醫院不同，立體電影通過所有手段最大限度地刺激患者的雙眼感受景深，從而使他們感受到兩眼接收的映像的差異。當勒維把單眼提供的暗示一層層加入訓練之中，他取得了想要的結果。立體電影也許也是同樣的工作原理。勒維說：「這些單眼所能提供的暗示和許多其他的東西，當然也存在於立體電影之中。最好的立體電影肯定會使用所有的景深暗示來提高對深度的感知能力。」
就那些立體電影攝影師而言，他們無時無刻不在思考這些東西。儘管他們關心的是如何娛樂而非治療。「憑直覺就知道，那些得了立體視盲症的人每天所依賴的單眼暗示是拍攝立體電影時必不可少的部分。我的口號就是在每個能想得到的地方都加入單眼暗示。」巴瑞·山德魯(Barry Sandrew)，怪物史萊克和加勒比海盜的特許立體攝影師如是說。
從布里德曼的例子中，我們還能學到重要的另一點：讓治療充滿快樂。新澤西的視力治療師普萊斯認為電影雨果之所以改變了布里德曼的視力，是因為在電影播放的兩個多小時中，他的注意力一直被電影吸引著。如果在醫院進行治療，(吸引患者連續兩個多小時的注意力)將是一個巨大的挑戰。普萊斯說：「視力療法的最大問題是它就像物理療法一樣，我指的是你必須重複地去做同一件事。這會使人厭煩。」
醫生們正在盡其所能。但是那些依靠毫無藝術性的簡單幾何圖形進行治療的技術只會使患者敬而遠之。普萊斯說：「我覺得這將會是醫學的下一個前沿領域。就像老師們正在思考如何用iPad來吸引孩子們更好地上課一樣，我們也應該做點什麼使得人們在接收視覺治療時保持雙眼全神貫注。」這也許意味著設計一套更好的視覺練習方法，或者乾脆送他們出去看電影。
布里德曼為那副3D眼鏡所支付的額外金錢給了他遠遠超出預期的回報。告別了立體視盲症後，他仍沉浸在這場由整個世界組成的完美立體電影所帶來的新鮮感之中。
「我喜歡看外面的世界，我喜歡看一件物體擋在另一件物體前面的樣子，我喜歡看森林，我喜歡看森林裡的那些樹，」他說。「一棵立體的大樹可比一個平面圖案好看多了，這真是一種享受。」
