Lateral inhibition(側抑制) @ Wei-space

　　我們來討論人體器官的一種現象Lateral inhibition(側抑制)。Lateral inhibition簡單來說就是相近的神經元彼此之間發生的抑制作用﹐即在某個神經元受到刺激而產生興奮時﹐再刺激相近的神經元﹐則後者所發生的興奮對前者產生的抑制作用。　　舉個例子來說，當我們在一個十分安靜的夜裡，即使小如針落地之聲也能聽出來，但若是在吵糟的馬路，有人大喊也不見得聽得到。這種現象就跟我們等一下所會觀察的現象十分的相像，甚至可以說，就是Lateral inhibition導致各種與對比有關的現象產生。　　而Lateral inhibition 又是如何產生的呢？我們可以參考圖1：

圖１

　　每個接受端均為一感光細胞，我們現在將最左邊的細胞稱為c1、接著為c2以此類推，從圖上，我們可以得知c1~c3均接受到強度為10的光源，而c4~c6則為5。以常理來說，每個細胞所產生的興奮反應都應與刺激相等，但實則不然。我們可以從圖上看到，每個細胞所受到的刺激不是只有影響到輸出，它亦影響他周遭細胞的輸出，此圖中，我們假設每個細胞均會影響左右兩個細胞的輸出量，且權重為零點二。以c2來說，它接受到了強度為10的光線，但它左右兩個細胞亦接受到強度為10的光線量，此時，發生了Lateral inhibition(側抑制)，所以c2的真實輸出就變為10-10*0.2-10*0.2=6。又或著是c4，它接收到了強度為5的光線，而它左邊的細胞接受到強度10的光線，右邊則是5，所以它的真實輸出則為5-10*0.2-5*0.2=2。

圖2

　　從圖2我們可以看出，真實的亮度(Luminance)在左半邊均為強度10，而在右半邊均為5，但我們眼睛感受到的亮度(brightness)卻因為lateral inhibition的影響，在交接處產生了一種黑的越黑，白的越白的錯覺，因此，我們就可以更容易分辨出邊界。

　　而人體真實的眼睛內的感光細胞並不是像圖1是一維的排列方式，而是比較接近圖3的六角接面的排列方式，一個感光細胞會對周遭所有的感光細胞產生Lateral inhibition。

圖3

　　從以上的例子我們可以了解Lateral inhibition的基本原理，其中的抑制權重又是另一個特別的課題，我們不多著墨，我們注意的是Lateral inhibition的形成原因。現在，我們來觀察圖4。

圖4

　　左與右各有一個大方塊與小方塊，我們從下面的亮度表可以看出中間的兩個小方塊亮度均相同(為5)，但大方塊的亮度不同。但因為lateral inhibition的原因，我們通常會覺得右邊的小方塊較為亮，但這單純是人類眼睛所產生的錯覺。接著我們看圖5。

圖5

　　圖5表達出在lateral inhibition後，原本方塊所在出就變得特別突出。沒錯，將對比突顯出來正是Lateral inhibition 所造成的最主要影響。因此，我們的感知系統對絕對的物理量反應並不敏銳(如：聲音的頻率、強度，光的顏色、強度等等)，反而對有所差異(即對比)特別敏銳，但也因此，我們的感知系統時常出現錯覺，如圖6或圖7。