DOI: 10.17586/1023-5086-2018-85-08-87-94

Кортикальная иконика: механизмы сенсорных сравнений в мозге человека

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Danilova M.V., J. D. Mollon Cerebral iconics: how are visual stimuli represented centrally in the human brain? (Кортикальная иконика: механизмы сенсорных сравнений в мозге человека) [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 8. С. 87–94. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-08-87-94

Danilova M.V., J. D. Mollon Cerebral iconics: how are visual stimuli represented centrally in the human brain? (Кортикальная иконика: механизмы сенсорных сравнений в мозге человека) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2018. V. 85. № 8. P. 87–94. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-08-87-94

Ссылка на англоязычную версию:

M. V. Danilova and J. D. Mollon, "Cerebral iconics: how are visual stimuli represented centrally in the human brain?," Journal of Optical Technology. 85(8), 515-520 (2018). https://doi.org/10.1364/JOT.85.000515

Аннотация:

Для некоторых зрительных признаков, таких как яркость, пороги различения увеличиваются по мере того, как увеличивается пространственное расстояние между сравниваемыми стимулами. В других случаях, таких как пространственная частота и цветовой тон, эти пороги мало различаются для близко расположенных либо разнесённых вплоть до 10 угловых градусов стимулов. Применительно ко второму типу стимулов, введены две новые характеристики — скорость движения и чистота цветового тона. В экспериментах длительность предъявления стимулов была меньше, чем характерное время перемещения глаза, так что был невозможен перевод взора между стимулами, центры которых находились на воображаемой окружности с радиусом пять угловых градусов и центром в точке фиксации. Обсуждается вопрос, какие механизмы нервной системы могут обеспечить различение стимулов наблюдателем в таких задачах. Утверждается, что различение не связано с обширными массивами нейронов-компараторов, по одному для каждого типа стимула и каждой их пары позиций в поле зрения. Напротив, информация о локальных свойствах стимулирующих признаков переносится сетью нейронов в область мозга, где и производится сравнение, причём этот перенос подобен процессам в сети Интернет, где одни и те же физические носители в разные моменты времени переносят по-разному закодированную информацию.

Ключевые слова:

сенсорное сравнение, порог различения, восприятие движения, различение скорости, насыщенность

Благодарность:

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы фундоментальных научных исследований государственных академий на 2013–2020 годы (ГП-14 раздел 63).

Коды OCIS: 330.4270, 330.5000, 330.5510

Список источников:

1. Danilova M.V., Mollon J.D. What do we compare when comparing separated objects? // Journal of Optical Technology. 1999. V. 66. P. 857–861.
2. Traub A.C., Balinkin I. Proximity factor in the Judd color difference formula // Journal of the Optical Society of America. 1961. V. 51. P. 755–760.
3. Graham C.H. Vision and visual perception. NY.: Wiley, 1965. 637 p.
4. Victor J.D., Conte M.M. Temporal phase discrimination depends critically on separation // Vision Research. 2002. V. 42. P. 2063–2071.
5. Walsh J.W.T. Photometry. London: Constable, 1958. 544 p.
6. Danilova M.V., Mollon J.D. Comparison at a distance // Perception. 2003. V. 32. P. 395–414.
7. Danilova M.V., Mollon J.D. The comparison of spatially separated colours // Vision Research. 2006. V. 46. P. 823–836.
8. Balas B.J., Sinha A.K.P. Receptive field structures for recognition // Neural Computation. 2006. V. 18. P. 497–520.
9. Sterling P., Laughlin S.B. Principles of neural design. Cambridge, Mass.: MIT, 2015. 542 p.
10. Stevens S.S. On the psychophysical law // Psychological review. 1957. V. 64. P. 153–181.
11. Panek D.W., Stevens S.S. Saturation of red – prothetic continuum // Perception & Psychophysics. 1966. V. 1. P. 59–66.
12. Reichardt W. Autokorrelations-Auswertung als Funktionsprinzip des Zentralnervensystems (bei der optischen Bewegungswahrnehmung eines Insektes) // Zeitschrift für Naturforschung. 1957. V. 12b. P. 448–457.
13. Born R.T., Tootell R.B.H. Segregation of global and local motion processing in primate middle temporal visual area // Nature. 1992. V. 357. P. 497–499.
14. Ölveczky B.P., Baccus S.A., Meister M. Segregation of object and background motion in the retina // Nature. 2003. V. 423. P. 401–408.
15. Aitken J. On a new variety of ocular spectrum // Journal of the Royal Society of Edinburgh. 1879. V. 13. P. 322–325.
16. Wohlgemuth A. On the after-effect of seen movement. Cambridge: Cambridge University Press, 1911. 117 p.
17. Day R.H., Strelow E. Reduction or disappearance of visual after-effect of movement in the absence of a patterned surround // Nature. V. 230. P. 55–56.
18. Shelepin Y.E., Gerchikova V.F. O predstavitel’stve oboih polupolej zrenija v laterl’noj suprasil’vievioj oblasti odnogo polusharija (On the representation of the two visual hemifields in lateral suprasylvian area of one hemisphere) // Fiziologicheskij Zhurnal USSR (Sechenov Physiological Journal of the USSR). 1982. V. 68. P. 763–767.
19. Pigarev I.N., Northdurft H.-C., Kastner S. Neurons with large bilateral receptive fields in monkey prelunate gyrus // Experimental Brain Research. 2001. V. 136. P. 108–113.

20. Lappe M., Bremmer F., Pekel M., Thiele A., Hoffmann K.-P. Optic flow processing in monkey STS: A theoretical and experimental approach // Journal of Neuroscience. 1996. V. 16. P. 6265–6285.
21. Maruya K., Holcombe A.O., Nishida S. Rapid encoding of relationships between spatially remote motion signals // Journal of Vision. 2013. V. 13. P. 4.
22. Debruyn B., Orban G.A. Human velocity and direction discrimination measured with random dot patterns // Vision Research. 1988. V. 28. P. 1323–1335.
23. Danilova M.V., Mollon J.D. The gap effect is exaggerated in the parafovea // Visual Neuroscience. 2006. V. 23. P. 509–517.
24. Lages M., Treisman M. Spatial frequency discrimination: visual long-term memory or criterion setting? // Vision Research. 1998. V. 38. P. 557–572.
25. MacAdam D.L. Influence of visual adaptation on loci of constant hue and saturation // Journal of the Optical Society of America. 1951. V. 41. P. 615–619.
26. Danilova M.V., Mollon J.D. Novyj psychophysicheskij metod dlia izmerenija porogov razlichenija/sravnenija dvuh odnovremenno pred’javliaemyh stimulov. [A new psychophysical method for measuring discrimination/comparison thresholds of simultaneously presented stimuli.] // Psychophysica segodnia [Psychophysics Today] / Ed. by Nosulenko V.N., Skotnikova I.G. Moscow: Russian Academy of Sciences, 2006. P. 26–35.
27. MacLeod D.I.A., Boynton R.M. Chromaticity diagram showing cone excitation by stimuli of equal luminance // Journal of the Optical Society of America. 1979. V. 69. P. 1183–1186.
28. Smith V.C., Pokorny J., Sun H. Chromatic contrast discrimination: data and prediction for stimuli varying in L and M cone excitation // Color Research and Application. 2000. V. 25. P. 105–115.
29. Konorski J. Some new ideas concerning the physiological mechanisms of perception // Acta neurobiologiae experimentalis. 1967. V. 27. P. 147–161.
30. Dehaene S., Naccache L. Towards a cognitive neuroscience of consciousness: basic evidence and a workspace framework // Cognition. 2001. V. 79. P. 1–37.
31. Newman J., Baars B.J., Cho S.B. A neural Global Workspace model for conscious attention // Neural Networks. 1997. V. 10. P. 1195–1206.
32. Danilova M.V., Mollon J.D. The symmetry of visual fields in chromatic discrimination // Brain and Cognition. 2009. V. 69. P. 39–46.
33. Hussar C.R., Pasternak T. Memory-guided sensory comparisons in the prefrontal cortex: contribution of putative pyramidal cells and interneurons // Journal of Neuroscience. 2012. V. 32. P. 2747–2761.
34. Treisman A. How the deployment of attention determines what we see // Visual Cognition. 2006. V. 14. P. 411–443.