開啟新視覺體驗

人類之所以能夠看到色彩，歸功于視網膜中的三種不同類型的光感受體——視錐細胞。每種視錐細胞對特定波段的光敏感：S型感應藍光，M型感應綠光，L型感應紅光。

然而，在正常的彩色視覺中，任何能激活M型視錐細胞的光，也幾乎總會同時激活相鄰的L型或S型視錐細胞。這是因為M型細胞的感光波段正好位于L型與S型之間，且與它們大幅重疊。這引發了一個耐人尋味的問題：如果只激活M型視錐細胞，人眼會看到什么？會是一種超越自然的極致綠色嗎？

為探索這個問題，光場相機的發明者，吳義仁（Ren Ng）教授及其團隊，利用微劑量激光瞄準并激活單個光感受體的技術，讓人眼首次見識到了一種自然界中不存在的新顏色。他們將這種顏色命名為 “olo”，并描述其為“前所未有、飽和度極高的藍綠色”。與之相比，哪怕是自然界最飽和的顏色，也顯得蒼白無力。

這項研究成果已于近日發表在《科學進展》雜志上。

Oz系統：用激光“繪制”新色彩

吳教授的靈感源于一種名為Oz的新型圖像顯示平臺，由視光與視覺科學教授奧斯汀·魯爾達（Austin Roorda）研發。Oz系統通過微劑量激光的精確控制，可以單獨刺激人眼中的光感受器。Roorda稱這項技術為“觀察視網膜的顯微鏡”，并已被用于眼科疾病研究。

“Oz”這一名稱也頗具象征意義。正如《綠野仙蹤》（又名《奧茲國的魔術師》，

The Wonderful Wizard of Oz

然而，要讓人類真正感知到一種全新的顏色，僅僅激活單個視錐細胞遠遠不夠，他們需要同時精準激活成千上萬個。因此，吳教授與Roorda及其團隊對Oz進行了升級，使其能夠在視網膜上刺激由約1000個視錐細胞組成的小區域，以產生足夠強烈且有組織的信號，誘發新的視覺感知。

如何制造前所未見的顏色

為實現精準刺激，研究人員首先需要繪制每名參與者視網膜上的S、M、L三種視錐細胞的詳細排列圖。借助一種先進的光學成像技術，他們成功識別出每一個單獨的視錐細胞。

Oz軟件獲取一張彩色圖像（左），然后計算出視網膜上需要激活哪些視錐細胞才能讓人看到這張圖像（中），再計算出需要傳送到視網膜以激活這些視錐細胞的激光微劑量的模式（右）。（圖/James Carl Fong）

在此基礎上，Oz系統根據個體視網膜地圖，利用激光快速掃描一小塊目標區域。每當光束照射到需要激活的視錐細胞時，會發出微弱的能量脈沖；如果不是目標視錐細胞，激光則保持關閉。

雖然激光本身只有一種顏色（接近綠色激光筆的色調），但通過精準地激活不同組合的S、M、L型視錐細胞，系統可以欺騙視覺系統，呈現出完整的彩色圖像，甚至創造出此前從未體驗過的新色彩。

初見“olo”：前所未有的視覺震撼

在驗證實驗中，研究人員在五位受試者身上測試了升級版Oz系統。他們只刺激受試者一只眼睛的一小個小區域的M型視錐細胞，另一只眼睛則保持閉合。

受試者紛紛報告，他們看到了一種“比以往任何顏色都更強烈的藍綠色”，研究團隊將這種新顏色命名為olo。在自然界，我們能體驗到的最飽和的顏色是單色的，綠色激光筆發出的光就是一個例子。

進一步的驗證實驗中，研究人員引導激光輕微“抖動”，使光脈沖稍稍偏離目標，擊中隨機視錐細胞，而不僅僅是M型視錐細胞。結果表明，一旦偏離，受試者立刻不再看到olo，而是恢復為普通、偏黃的綠色激光光點，差異極其明顯。這一結果進一步確認了olo的獨特性。

更深遠的意義

Oz不僅為人類帶來了一場視覺奇跡，更打開了探索視覺系統奧秘的新大門。研究人員指出，許多導致視力損害的疾病源于視錐細胞的喪失。通過逐一激活感光細胞，Oz系統可以在健康個體中模擬視錐細胞退化，為疾病機制研究提供新的工具。

此外，團隊也在探索，Oz是否能幫助色盲患者體驗完整色譜，甚至模擬出人類原本不具備的“四色視覺”能力。更宏觀地，這項技術提出了一個深刻的問題：如果擴展人類的感官輸入，人腦能否理解并欣賞這些全新的體驗？

吳教授總結道：“我們發現，不靠投影圖像，僅通過刺激感光細胞，就能重建乃至擴展人類的視覺體驗。我相信，人腦擁有驚人的適應力，能夠理解并接納這些全新的輸入。”

#參考來源：

https://news.berkeley.edu/2025/04/22/scientists-trick-the-eye-into-seeing-new-color-olo/

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu1052

#圖片來源：

封面圖&首圖：stocksbydpm / Pixabay