Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Vizuális illúziók II. Utóhatások - adaptáció Gerván Patrícia BME Kognitív Tudományi Tanszék.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Vizuális illúziók II. Utóhatások - adaptáció Gerván Patrícia BME Kognitív Tudományi Tanszék."— Előadás másolata:

1 Vizuális illúziók II. Utóhatások - adaptáció Gerván Patrícia BME Kognitív Tudományi Tanszék

2 A látás a környezet változásait jelzi –Milyen típusú érzékelés alakult ki először? –Hogyan alakult ki a látás?

3 Hogyan látják mások a világot Kutya Ló Rovarok Méhek Kígyók Cápa Rák Madarak A külvilággal való egyetlen kapcsolatunkat az érzékszerveink jelentik BME, Kognitív Tudományi Tanszék

4 A vizuális agy

5 inger receptor Membrán potenciál változás Akciós potenciál keletkezik Akciós potenciál tovaterjed a sejten Transzmittert Szabadít fel Mbr potenciál Változás a köv. neuronon  Jelenlegi tudásunk szerint a fő információ átviteli kód az idegrendszerben  Az akciós potenciálok száma =Tüzelési frekvencia (firing rate) Mi a kód? Az információ integrálása

6 Video: How does vision work?

7 5 mm vakfolt Fovea

8 A vakfolt – Mariotte féle ábra

9 A retina Fotoreceptor: Opszin(fehérje)+retinál (A-vitamin szárm.) Fény hatására megváltoztatja az alakját ↓ energia szabadul fel ↓ Fotorecptorok elektromos állapota megváltozik ↓ Megváltoztatja a kibocsátott transzmitterek mennyiségét

10 Csapok és pálcikák mozaikja (főemlős retina) 50 µm

11 Fotoreceptorok Pálcika – kb. 120 millió – 500 nm hullámhosszra adnak kitüntetett választ Csap – kb. 8 millió – 3 fajta: rövid (kb.440nm), közepes (kb.530 nm),hosszú (kb.560 nm) hullámhosszra érzékenyek A retina elektromikroszkópos felvétele – csapok és pálcikák

12 + _ _ + Kb. 130 millió fotoreceptor Kb. 1 millió ganglionsejt Kivonatolás!

13 Video: Visual Receptive Fields

14

15 Retinális egysejt elektrofiziológia  A retinális ganglionsejt csak a retina egy adott helyének ingerlésére válaszol  Receptív mező – jellegzetes szerkezet  Központi és környéki  Laterális gátlás

16 On- és Off-központú sejtek + Off-központú Receptív mező On-központú Receptív mező

17 A látás a környezet változásait jelzi Mi történik stabilizált retinakép esetén?

18

19 Kísérlet: Kontaktlencsére kicsiny fóliára készített képet szereltek → néhány másodperc múlva halványulni kezd a tárgy → egészen eltűnik

20 Változatlan inger (pl. óra ketyegése, cipő a lábon, fixált tekintet, stabilizált retinakép) időlegesen csökkenti a receptorok érzékenységét. ADAPTÁCIÓ Változatlan ingerlés – avagy nincs új információ

21 adaptáció az aktuális fényviszonyokhoz (időleges, pl. napfényről pincébe lépés): csap – pálcika munkamegosztás csap – pálcika munkamegosztás érzékenységi tartomány “csúsztatása” oda, érzékenységi tartomány “csúsztatása” oda, ahol éppen sok a változás ahol éppen sok a változás

22 Borzasztó széles tartomány! bármelyik részén észleljük a változásokat (érzékenység) bármelyik részén észleljük a változásokat (érzékenység) receptorok és neuronok dinamikus működési receptorok és neuronok dinamikus működési tartománya nem fedi le tartománya nem fedi le adaptáció az aktuális fényviszonyokhoz adaptáció az aktuális fényviszonyokhozLuminenciacsillagfényHoldfényvillanyfény Nappali fény Vizuálisfunkció Fehérpapir abszolútküszöbcsapokküszöbepálcikatelítődésLegjobbLátásélességkárosodásveszélye Jó színlátás és látásélesség színlátás hiánya aktuális érzékenységi tartomány  A retinális ganglionsejt válasz tartománya korlátozott  Egy ganglionsejt maximum kibocsátási frekvenciája nem több mint 500 akciós potenciál/sec.  Ebből következően, hogy a luminancia változásra mutatott magas szenzitivitás létrejöhessen az adaptációnak a vizuális rendszer korábbi szintjén kell bekövetkeznie. Néhány típikus fénysuruség (cd/m2): csillagfény holdfény – 0.1 szobabelso – 100 napfény – A csillagfény és a napfény közötti világosságkülönbség tehát 100 milliószoros.

23  A fotopigmentek szintjén történik az adaptáció nagy része  Fotopigment = elektromágneses energiát elektrokémiai jellé alakítja. A foton abszorpció/elnyelés a rodopszin alakjában változást okoz, ezt hívjuk izomerizációnak. (Az alakváltozás váltja ki az elektrokémiai változást.)  Ha a molekula elérte az izomerizált állapotot, nem képes több fotont elnyelni.  Az izomerizált állapotban a kvantumok relatíve száma minden pillanatban arányos (negatívan!!!) a szemet elérő kvantumok számával. Így, ha tízszeres növekedés következik be a szemet érő kvantumok számában, akkor a szem tizedére csökkenti a a kvantumokat felszívó pigment molekulák számát.  Ez a kulcsa az adaptációnak.

24 A retinális ganglionsejtek elsősorban ezekre a dinamikus változásokra válaszolnak, melyek pigment molekulák arányában történnek egyik állapotról a másikra. A fotopigmentek aránya a legfontosabb jel a ganglion sejteknek. Ha a szembe érkező fotonok aránya konstans (nincs változás!!!), aminek a detekciója a vizuális rendszer egyik legfontosabb feladata), akár csak rövid ideig, elveszítjük percepciónkat, mert egy állandó állapotot ér el pigment molekulák aránya.

25

26 Egy típusú ingerlés „hosszan” (60-80s) Ezen a tartományon „nem történik semmi”, nincs változás csökkenti a receptorok érzékenységét erre a tartományra és áttolja máshova (hátha ott talál információt = változást) (a rendszer önszabályozó érzékenységi tartomány elcsúsztatása) aktuális érzékenységi tartomány

27

28

29 Negatív utókép Szemek közötti transzfer? Jobb szemmel adaptálódás Bal szemmel megjelenik az utókép?

30 Emmert törvény A retinális kép konstans méretű Inger tárgy Felületek és a kivetített utóképek a kivetített utóképek Emmert törvénye: adott retinális méretű tárgy észlelt mérete arányos a távolsággal. (Demonstráció: utókép mérete) Negatív utókép Az utókép mérete mitől függ ?

31

32

33

34 M. Bach & JL Hinton

35 M. Bach & JL Hinton

36 M. Bach & JL Hinton

37 M. Bach & JL Hinton

38 Negatív utókép Megfigyelések Kontraszt: negatív Méret: attól függ... Szem: nincs transzfer Időtartam: rövid Magyarázat alapjai:  adaptáció  Fotorecptorok foton abszorpcióra való képessége a szembe jutó fény mennyiségével dinamikusan változik  a retinális ganglionsejtek a megvilágításban történő változásra reagálnak elsősorban : ON és OFF g.sejtek

39 Színes utókép Megfigyelések Ellenszínek jelennek meg Látszólagos mozgás (Phi jelenség) Kiváltó ingerek eltűnhetnek (Troxler hatás) Magyarázat alapjai Retinális receptorok fajtái Színkódolás Adaptáció

40

41 Ferde utóhatás Megfigyelések Közeli irányokat befolyásol Rövid ideig tart Magyarázat alapjai Populációs kódolás V1 orientációs térkép Gátlás Adaptáció Kérdések Kéreg vagy retina?

42 A retinától az elsődleges látókéregig Hannula, Simons & Cohen (2005)

43 A V1

44 V1 – az input különböző ingerdimenziók mentén elemződik luminancia irány diszparitás mozgás irány

45 V1 - Irányszelektivitás Hubel és Wiesel, 1959

46 Receptív mező – V1 Retinális ganglion sejtek V1 (irányszelektív sejt) konvergencia

47 V1 orientációs térkép J. Bednar neurális modellje

48 Neuron-populáción alapuló kódolás Retinálisinger Korai agykérgi válasz Késői agykérgi válasz Orientáció histogram J. Bednar neurális modellje

49 V1 orientációs térkép J. Bednar neurális modellje Lokális orientációs válasz

50

51 Ferde utóhatás További magyarázat A gátlás révén létrejövő populációs válasz -eltolódás érzékenyé teszi a hálózatot az adaptációs ingertől kissé eltérő ingerekre, tehát a változás detekcióját segíti elő. Magyarázat alapjai Populációs kódolás V1 orientációs térkép

52 Webster et al., 1999 Egy torzított archoz való adaptáció egy semleges arc percepcióját ellenkező irányba „tolja el”

53

54 Mozgási utóhatás „vizesés" illúzió (Addams, R An account of a peculiar optical phenomenon seen after having looked at a moving body, etc. London & Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science, 5, ) Megfigyelések Merőleges irányú mozgás Merőleges irányú mozgás Szemek között transzfer Szemek között transzfer rövid ideig tart rövid ideig tart Magyarázat alapjai Populációs kódolás Populációs kódolás V1 mozgásirány térkép V1 mozgásirány térkép Gátlás Gátlás Adaptáció Adaptáció

55

56 McCullough kontingens utóhatás Celeste McCullough (1965). Color Adaptation of Edge- Detectors in the Human Visual System. Science, 149, Megfigyelések Irányfüggő színek Irányfüggő színek hosszú ideig tart hosszú ideig tart Magyarázat alapjai Populációs kódolás Populációs kódolás V1 szín és orientációs térkép V1 szín és orientációs térkép Gátlás !? Gátlás !? Adaptáció Adaptáció

57 Köszönöm a figyelmet! További szép napot!


Letölteni ppt "Vizuális illúziók II. Utóhatások - adaptáció Gerván Patrícia BME Kognitív Tudományi Tanszék."

Hasonló előadás


Google Hirdetések