Визуальная нейробиология - это отрасль нейробиологии, которая фокусируется на зрительной системе человеческого тела, в основном расположенной в зрительной коре головного мозга . Основная цель визуальной нейробиологии - понять, как нейронная активность приводит к зрительному восприятию , а также к поведению, зависящему от зрения. В прошлом визуальная нейробиология фокусировалась прежде всего на том, как мозг (и в частности зрительная кора ) реагирует на световые лучи, проецируемые статическими изображениями на сетчатку . [1] Хотя это дает разумное объяснение визуального восприятиястатического изображения, он не дает точного объяснения того, как мы воспринимаем мир таким, какой он есть на самом деле, постоянно меняющейся и постоянно движущейся трехмерной средой. Приведенные ниже темы являются репрезентативными для этой области, но далеко не исчерпывающими. Чтобы быть менее конкретным, можно увидеть этот учебник вычислительной связи между нейронной активностью и зрительным восприятием и поведением: «Понимание зрения: теория, модели и данные», опубликованный Oxford University Press 2014. [2]
Обработка лиц [ править ]
Недавнее исследование [3], в котором использовались потенциалы, связанные с событиями ( ERP ), связывало повышенную нейронную активность в затылочно-височной области мозга с визуальной категоризацией выражений лица. [3] Результаты фокусируются на отрицательном пике ERP, который происходит через 170 миллисекунд после начала действия стимула. [4] [5] Этот потенциал действия , названный N170 , был измерен с помощью электродов в затылочно-височной области, области, которая, как уже известно, изменяется под воздействием раздражения лица. Обучение с использованием методов ЭЭГ и ERP обеспечивает чрезвычайно высокое временное разрешение.4 миллисекунды, что делает подобные эксперименты чрезвычайно подходящими для точной оценки и сравнения времени, необходимого мозгу для выполнения определенной функции. Ученые [3] использовали методы классификации изображений [6], чтобы определить, какие части сложных визуальных стимулов (например, лица) будут использоваться, когда пациентов просят отнести их к категории или эмоции . Они вычислили важные черты лица, когда на лице-стимуле отображалась одна из пяти различных эмоций. Стимулирующие лица, показывающие страх, отличались расширенными глазами, а стимулы, демонстрирующие счастье, проявляли изменение рта, вызывающее улыбку. Независимо от выражения раздражителей на лице, область возле глаз влияла на ЭЭГ.перед областями возле устья. Это выявило последовательный и предопределенный порядок восприятия и обработки лиц, при этом глаз был первым, а рот и нос обрабатывались после. Этот процесс нисходящей интеграции происходил только тогда, когда нижние черты лица имели решающее значение для категоризации стимулов. Лучше всего это объяснить, сравнив то, что происходит, когда участникам показывают лицо, демонстрирующее страх, и счастье. N170для стимулов страха пик был немного раньше, примерно через 175 миллисекунд, что означает, что участникам потребовалось меньше времени, чтобы распознать выражение лица. Это ожидаемо, потому что для распознавания эмоции нужно обработать только глаза. Однако при обработке счастливого выражения, когда рот имеет решающее значение для категоризации, должна иметь место нисходящая интеграция, и, таким образом, пик N170 произошел позже, примерно через 185 миллисекунд. В конечном итоге визуальная нейробиология стремится полностью объяснить, как визуальная система обрабатывает все изменения лиц и объектов. Это даст полное представление о том, как мир постоянно воспринимается зрительно, и может пролить свет на связь между восприятием и сознанием .
Восприятие света и тени [ править ]
Недавно ученые провели эксперименты, бросающие вызов иерархическому процессу визуального восприятия легкости. Эти эксперименты показали, что восприятие легкости происходит из гораздо более высокого уровня познания, включающего интерпретацию освещения и теней, а не процесс, происходящий на базовом уровне единой единицы. [7] Эту идею лучше всего объяснить, изучив две разные версии двух общих визуальных иллюстраций. Первый набор иллюстраций вызывает феноменизвестный как эффект индукции. Изображение состоит из двух одинаковых серых квадратов, окруженных соответственно черным и белым. В результате восприятие серого на белом будет темнее, чем серого на черном. Традиционный способ объяснения этого - латеральное торможение . Клетка с восприимчивым полем в сером квадрате, окруженном белым, получает больше бокового торможения, поэтому она не срабатывает так часто и кажется более темной. [7] Второй набор иллюстраций объясняет иллюзию Крейка-О'Брайена-Корнсвита . Это включает в себя резкий переход от черного к белому в середине, а затем переход к среднему серому с другой стороны. Две другие диаграммы демонстрируют те же два эффекта, но с гораздо большейинтенсивность . Это связано с тем, что формы на иллюстрациях являются трехмерными, заставляя человеческий разум интерпретировать, казалось бы, более темные области как тени. [8] Впервые это было введено Эрнстом Махом в 1866 году.
Визуальная нейробиология и клиническая нейропсихология [ править ]
Непрерывные исследования в области визуальной нейробиологии привели к постоянно растущим знаниям о зрительной системе человека . Он заполнил многие этапы от момента, когда свет попадает на нашу сетчатку, до того момента, когда мы испытываем визуальное восприятие нашего мира. Понимание этого процесса позволяет клиническим психологам лучше понять, что может вызывать нарушения зрения у их пациентов. Хотя понимание процесса, лежащего в основе нарушения зрения, само по себе не даст пациенту лечения , оно поставит и пациента, и врача.легко зная, с чем они имеют дело, с научной точки зрения, основанной на исследованиях визуальной нейробиологии, а не на описательном отчете пациента о симптомах . [9]
Ссылки [ править ]
- Перейти ↑ Rainer, G. (2008). Визуальная нейробиология: вычислительная динамика мозга обработки лиц. Текущая биология , 17 (21), R933-R934.
- ^ Zhaoping, Л. (2014). Понимание видения: теория, модели и данные. Издательство Оксфордского университета.
- ^ a b c Шинс, П.Г., Петро, Л.С., и Смит, М.Л. (2007). Динамика интеграции визуальной информации в мозгу для классификации выражений лица. Current Biology 17, 1580–1585.
- ^ Eimer, М., и Холмс, A. (2007). Связанный с событием мозговой потенциал коррелирует с эмоциональной обработкой лица. Neuropsychologia 45, 15–31.
- ^ Vuilleumier, P., & Pourtois, G. (2007). Распределенные и интерактивные механизмы мозга во время восприятия эмоций лица: данные функциональной нейровизуализации. Neuropsychologia 45, 174–194.
- ^ Госслин Ф., Schyns, PG (2001). Пузыри: метод выявления использования информации в задачах распознавания. Vision Res. 41, 2261–2271.
- ^ а б Парадизо, М. (2000). Визуальная неврология: освещая темные углы. Текущая биология 10 (1), R15 – R18.
- ^ Логвиненко А.Д.: Возвращение к индукции легкости. Perception 1999, 28: 803-816.
- Перейти ↑ Schwartz, SH (2010). Визуальное восприятие клинической направленности (издание четвертое). Нью-Йорк: Компании McGraw-Hill.
