Prečo vnímame hrany lepšie ako šikmé

Takzvaný „efekt obočia“ je nezávislý od kontrastu obrazu

Zobrazené je niekoľko milimetrových rezov povrchu primárnej vizuálnej kôry kôry (spodný riadok). Každá farebná značka označuje oblasti, v ktorých sú umiestnené nervové bunky, ktoré sú výhodne aktívne v určitých orientačných uhloch obrysov. Jas indikuje spoľahlivosť signálov. Zľava doprava sa znížil kontrast stimulačnej mriežky (horný riadok). Výsledné orientačné mapy sú do značnej miery totožné, to je nezávislé od kontrastu. © European Journal of Neuroscience
čítať nahlas

Aj keď sa svetelné podmienky náhle zmenia, dohliadame na základné štruktúry nášho prostredia. Už dlho je známe, že zvislé hrany dokážeme lepšie rozoznať ako šikmé. Teraz neurovedci prišli na to, prečo. O svojich pokusoch referujú v časopise „European Journal of Neuroscience“.

V primárnej vizuálnej kôre mozgu je možné nájsť nervové bunky, ktoré extrahujú určité základné informácie z obrázkov. Napríklad bunky selektívne reagujú na hrany alebo línie konkrétnej orientácie. Nervové bunky s podobnými reakčnými vlastnosťami tesne susedia a vytvárajú opakujúce sa zhluky usporiadané pozdĺž povrchu do orientačných máp. V 90. rokoch 20. storočia vedci zistili, že väčšie oblasti v týchto mapách uprednostňujú spracovanie zvislých obrysov obrazu. Šikmé hrany sú preto menej zreteľne zaregistrované.

Bolo tiež známe, že mechanizmy na generovanie tohto šikmého účinku sú účinné už v raných štádiách spracovania obrazu v mozgu. Dokonca aj v primárnom prostredí existuje viac nervových buniek na spracovanie vertikálnych stimulov. Takéto selektívne mozgové funkcie boli vysvetlené prispôsobením vyššej frekvencie vertikálnych obrysov v prírodnom prostredí. Vedci z Porúrskej univerzity v Bochume (RUB) pod vedením Dirk Janckeho teraz tento jav preskúmali pomocou novej analytickej metódy.

Čo sa stane, keď sa zmení kontrast obrázka?

Chceli vedieť, do akej miery je táto funkcia ovplyvnená kontrastom obrazu. V experimente predstavili predmety na obrazovke rôzne orientované mriežkové vzory a menili kontrast. Medzitým merali aktivitu nervových buniek v primárnej vizuálnej kôre. Ukázalo sa, že orientačné mapy v mozgu a teda šikmý efekt sú konštantné.

„Ak sa náhle ocitnete v hmle autom, chcete, aby váš mozog pokračoval v poskytovaní najdôležitejších informácií, aby základné mechanizmy spracovania zostali stabilné, “ vysvetľuje Jancke výhoda tohto účinku. „Bude zaujímavé vidieť, ako šikmý efekt závisí od výberu vizuálnych stimulov. Doteraz používame jednoduché mriežkové stimuly na selektívne riadenie parametra orientácie. V budúcnosti budeme používať zložitejšie podnety na priblíženie sa k prírodným podmienkam, za ktorých funguje náš systém videnia. "

Aktivita mozgu opticky meraná

Pracovná skupina použila optickú metódu na meranie aktivity nervových buniek. Pritom sa zisťujú zmeny v obsahu kyslíka v nervovom tkanive. Keď sa nervové bunky stanú aktívnymi, spotrebúvajú kyslík. Následné zníženie koncentrácie kyslíka v krvi znižuje hustotu fotónov detegovanú kamerou s vysokou citlivosťou o niekoľko desaťtisícin. Na obrázku sa tieto signály po niekoľkých výpočtoch stávajú viditeľnými ako lokálne stmavené oblasti v mozgu.

„Výhodou je, že týmto spôsobom môžete súčasne študovať ďalekosiahle mozgové oblasti a tým aj aktivitu miliónov nervových buniek, “ vysvetľuje Dirk Jancke, ktorý je súčasťou svojho juniorského profesora „Kognitívna neurobiológia“ „Optické zobrazovacie laboratórium“. na Fakulte biológie a biotechnológie RUB. Jeho kolega Agnieszka Grabska-Barwi? Ska teraz dokázala, že orientačné mapy sú zväčša nezávislé od kontrastu, a teda kortikálneho šikmého efektu v metóde komplexnej analýzy, ktorú následne vyvinula.

stabilizovať.

(Ruhr-University Bochum, 24.03.2009 - NPO)