Визуальная маскировка
Визуальная маскировка – это явление зрительного восприятия . Это происходит, когда видимость одного изображения, называемого целью, снижается из-за присутствия другого изображения, называемого маской. [1] Объект может быть невидимым или иметь уменьшенный контраст или яркость . Существует три различных варианта временной схемы маскировки: прямая маскировка, обратная маскировка и одновременная маскировка. При прямой маскировке маска предшествует цели. При обратной маскировке маска следует за целью. При одновременном маскировании маска и цель отображаются вместе. Существует два различных пространственных способа маскировки: маскировка узором и метаконтраст. Маскирование по шаблону происходит, когда местоположения цели и маски перекрываются. Метаконтрастная маскировка возникает, когда маска не перекрывается с целевым местоположением.
Факторы, влияющие на визуальную маскировку
[ редактировать ]Пространственное разделение цели и маски
[ редактировать ]Подавление можно увидеть как при прямом, так и при обратном маскировании при наличии шаблонного маскирования, но не при наличии метаконтраста. Однако одновременное маскирование облегчит видимость цели во время маскировки рисунка. Облегчение также возникает, когда метаконтраст сочетается с одновременной или прямой маскировкой. [2] Это связано с тем, что маске требуется время, чтобы достичь местоположения цели за счет бокового распространения. По мере удаления цели от маски время, необходимое для бокового распространения, увеличивается. Таким образом, эффект маскировки будет усиливаться по мере приближения маски к цели.
Временное разделение цели и маски
[ редактировать ]По мере увеличения разницы во времени между целью и маской эффект маскировки уменьшается. Это связано с тем, что время интеграции целевого стимула имеет верхний предел 200 мс, основанный на физиологических экспериментах. [3] [4] [5] и по мере того, как разделение приближается к этому пределу, маска способна оказывать меньшее воздействие на цель, поскольку у цели было больше времени для формирования полного нейронного представления в мозгу.Полат, Стеркин и Ехезкель [2] углубился в объяснение эффекта временного соответствия между целевым входом и боковым распространением маски. Основываясь на данных предыдущих записей отдельных единиц, они пришли к выводу, что временное окно для любого эффективного взаимодействия с обработкой цели составляет от 210 до 310 мс после появления цели. Все, что находится за пределами этого окна, не сможет вызвать какого-либо маскирующего эффекта. Это объясняет, почему эффект маскировки возникает, когда маска предъявляется через 50 мс после цели, но не когда межстимульный интервал между маской и целью составляет 150 мс. В первом случае ответ маски будет распространяться до целевого местоположения и обрабатываться с задержкой от 260 до 310 мс, тогда как ISI, равный 150, приведет к задержке от 410 до 460 мс.
Монооптическая и дихоптическая визуальная маскировка
[ редактировать ]При дихоптической визуальной маскировке цель представляется одному глазу, а маска — другому, тогда как при моноптической визуальной маскировке оба глаза представляются с целью и маской. Было обнаружено, что эффект маскировки при дихоптическом маскировании был столь же сильным, как и при моноптическом, и что он имел одинаковые временные характеристики. [6] [7] [8]
Возможные нейронные корреляты
[ редактировать ]Существует множество теорий, касающихся нейронных коррелятов маскировки, но большинство из них сходятся в нескольких ключевых идеях. Во-первых, обратная визуальная маскировка возникает за счет подавления «послеразряда» цели. [9] где послеразрядку можно рассматривать как нервную реакцию на прекращение действия цели. Нарушение обратной маскировки постоянно обнаруживалось у больных шизофренией. [10] а также у их незатронутых братьев и сестер, [11] [12] таким образом можно предположить, что эти нарушения могут быть эндофенотипом шизофрении. [13]
С другой стороны, прямая маскировка коррелирует с подавлением «реакции начала действия» цели. [9] что можно рассматривать как реакцию нейронов на внешний вид цели.
Двухканальная модель
[ редактировать ]Первоначально предложенный Брейтмейером и Ганцем в 1976 году, [14] В исходной версии этой модели говорилось, что существует два разных канала визуальной информации: один быстрый и преходящий, другой медленный и устойчивый. Теория утверждает, что каждый стимул проходит по каждому каналу, и оба канала необходимы для правильной и полной обработки любого данного стимула. Он объяснил обратную маскировку тем, что нейронное представление маски будет перемещаться вверх по переходному каналу и перехватывать нейронное представление цели, когда оно движется вверх по более медленному каналу, подавляя представление цели и уменьшая ее видимость. Одна из проблем этой модели, предложенной Макником и Мартинесом-Конде, заключается в том, что [9] заключается в том, что он предсказывает возникновение маскировки в зависимости от того, насколько далеко друг от друга во времени находится начало стимула . Однако Макник и Мартинес-Конде показали, что обратная маскировка на самом деле в большей степени зависит от того, насколько далеко друг от друга находится прекращение стимула .
Модель ретино-кортикальной динамики
[ редактировать ]Брейтмейер и Огмен модифицировали двухканальную модель в 2006 году. [15] переименовав ее в модель ретино-кортикальной динамики (RECOD). Основная предложенная ими модификация заключалась в том, что быстрые и медленные каналы на самом деле были каналами прямой связи и обратной связи, а не магноцеллюлярными и парвоцеллюлярными ретино-геникулокортикальными путями, как предполагалось ранее. Таким образом, согласно этой новой модели, обратная маскировка возникает, когда прямой входной сигнал от маски мешает обратной связи, исходящей от реакции высших зрительных областей на цель, тем самым снижая видимость.
Гипотеза рекуррентной обратной связи Ламме о зрительном осознании и маскировке
[ редактировать ]Эта модель предполагает, что обратная маскировка вызвана вмешательством в обратную связь от высших зрительных областей. [16] В этой модели продолжительность цели не имеет значения, поскольку предполагается, что маскирование происходит как функция обратной связи, которая генерируется, когда цель появляется на экране. Группа Ламме поддержала свою модель, когда описала, что хирургическое удаление экстрастриарной коры у обезьян приводит к уменьшению поздних реакций области V1. [17]
Цепи бокового торможения
[ редактировать ]Предложено Макником и Мартинесом-Конде в 2008 году. [9] эта теория предполагает, что маскировку можно почти полностью объяснить цепями латерального торможения с прямой связью . Идея состоит в том, что края маски, если они расположены в непосредственной близости от цели, могут подавлять реакции, вызванные краями цели, препятствуя восприятию цели.
Сопряженные взаимодействия между V1 и веретенообразной извилиной.
[ редактировать ]Хейнс, Драйвер и Рис предложили эту теорию в 2005 году. [18] утверждая, что видимость возникает в результате прямого и обратного взаимодействия между V1 и веретенообразной извилиной. В своем эксперименте они требовали от испытуемых активного внимания к цели. Таким образом, как отмечают Макник и Мартинес-Конде, [9] возможно, что их результаты были искажены аспектом исследования, связанным с вниманием, и что результаты могут неточно отражать эффекты маскировки зрения.
Обработка визуальной маскировки лобной долей
[ редактировать ]Это было предложено Томпсоном и Шаллом на основе экспериментов, проведенных в 1999 году. [19] и 2000. [20] Они пришли к выводу, что зрительная маскировка осуществляется в полях лобных глаз и что нейронный коррелят маскировки заключается не в торможении реакции на цель, а в «слиянии» реакции цели и маски. Однако критика их эксперимента заключается в том, что их цель была почти в 300 раз тусклее, чем маска, поэтому их результаты могли быть искажены разной задержкой ответа, которую можно было бы ожидать от стимулов с такой разницей в яркости.
Данные моноптической и дихоптической визуальной маскировки
[ редактировать ]Макник и Мартинес-Конде [21] записаны от нейронов в латеральном коленчатом ядре (LGN) и V1 V1 при предъявлении моноптических и дихоптических стимулов, и обнаружили, что моноптическая маскировка произошла во всех зарегистрированных нейронах LGN и V1, но дихоптическая маскировка произошла только в некоторых бинокулярных нейронах в V1, который подтверждает гипотезу о том, что маскирование зрения в моноптических регионах не связано с обратной связью от дихоптических областей. Это связано с тем, что если бы существовала обратная связь от более высоких областей зрительного поля, ранние схемы «унаследовали» бы дихоптическую маскировку от обратной связи, исходящей от более высоких уровней, и поэтому демонстрировали бы как дихоптическую, так и моноптическую маскировку. Хотя моноптическая маскировка сильнее в ранних зрительных областях, моноптическая и дихоптическая маскировка эквивалентны по величине. Таким образом, дихоптическая маскировка должна становиться сильнее по мере продвижения вниз по визуальной иерархии, если предыдущая гипотеза верна. Фактически было показано, что дихоптическая маскировка начинается ниже области V2. [9]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Огмен Х., Брейтмейер Б. (2007). «Визуальная маскировка» . Схоларпедия . 2 (7): 3330. Бибкод : 2007SchpJ...2.3330B . doi : 10.4249/scholarpedia.3330 .
- ^ Jump up to: а б Полат У, Стеркин А, Йехезкель О (июль 2008 г.). «Пространственно-временные нейронные сети низкого уровня отвечают за визуальную маскировку» . Достижения когнитивной психологии . 3 (1–2): 153–65. дои : 10.2478/v10053-008-0021-4 . ПМК 2864984 . ПМИД 20517505 .
- ^ Альбрехт Д.Г. (1995). «Нейроны зрительной коры обезьяны и кошки: влияние контраста на функции пространственной и временной фазовой передачи». Визуальная нейронаука . 12 (6): 1191–210. дои : 10.1017/s0952523800006817 . ПМИД 8962836 . S2CID 14072147 .
- ^ Мизобе К., Полат У., Петт М.В., Касамацу Т. (2001). «Облегчение и подавление активности одиночных полосатых клеток с помощью пространственно дискретных паттерн стимулов, представленных за пределами рецептивного поля». Визуальная нейронаука . 18 (3): 377–91. дои : 10.1017/s0952523801183045 . ПМИД 11497414 . S2CID 12541180 .
- ^ Полат У, Мизобе К., Петт М.В., Касамацу Т., Норсия А.М. (февраль 1998 г.). «Коллинеарные стимулы регулируют зрительные реакции в зависимости от порога контрастности клеток». Природа . 391 (6667): 580–4. Бибкод : 1998Natur.391..580P . дои : 10.1038/35372 . ПМИД 9468134 . S2CID 205024244 .
- ^ Кроуфорд Б.Х. (март 1947 г.). «Зрительная адаптация по отношению к кратким кондиционирующим стимулам». Труды Лондонского королевского общества. Серия Б, Биологические науки . 134 (875): 283–302. Бибкод : 1947РСПСБ.134..283С . дои : 10.1098/rspb.1947.0015 . ПМИД 20292379 .
- ^ Макник С.Л., Ливингстон М.С. (июнь 1998 г.). «Нейрональные корреляты видимости и невидимости в зрительной системе приматов». Природная неврология . 1 (2): 144–9. дои : 10.1038/393 . ПМИД 10195130 . S2CID 10520581 .
- ^ Макник С.Л., Мартинес-Конде С., Хаглунд М.М. (июнь 2000 г.). «Роль пространственно-временных границ в видимости и визуальной маскировке» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (13): 7556–60. Бибкод : 2000PNAS...97.7556M . дои : 10.1073/pnas.110142097 . ПМК 16584 . ПМИД 10852945 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Макник С.Л., Мартинес-Конде С. (июль 2008 г.). «Роль обратной связи в визуальной маскировке и визуальной обработке» . Достижения когнитивной психологии . 3 (1–2): 125–52. дои : 10.2478/v10053-008-0020-5 . ПМК 2864985 . ПМИД 20517504 .
- ^ Грин М.Ф., Хоран В.П., Ли Дж. (июнь 2019 г.). «Несоциальное и социальное познание при шизофрении: текущие данные и будущие направления» . Мировая психиатрия . 18 (2): 146–161. дои : 10.1002/wps.20624 . ПМК 6502429 . ПМИД 31059632 .
- ^ да Круз Дж.Р., Шакири А., Ройнишвили М., Фаврод О., Чкония Е., Бранд А. и др. (январь 2020 г.). «Механизмы нейронной компенсации у братьев и сестер больных шизофренией, выявленные с помощью ЭЭГ высокой плотности» . Бюллетень шизофрении . 46 (4): 1009–1018. дои : 10.1093/schbul/sbz133 . ПМЦ 7345810 . ПМИД 31961928 .
- ^ Чкония Э., Ройнишвили М., Махатадзе Н., Цверава Л., Строкс А., Нейман К. и др. (декабрь 2010 г.). «Парадигма просвечивающей маскировки является потенциальным эндофенотипом шизофрении» . ПЛОС ОДИН . 5 (12): e14268. Бибкод : 2010PLoSO...514268C . дои : 10.1371/journal.pone.0014268 . ПМК 3000331 . ПМИД 21151559 .
- ^ Грин М.Ф., Ли Дж., Винн Дж.К., Матис К.И. (июль 2011 г.). «Визуальная маскировка при шизофрении: обзор и теоретические последствия» . Бюллетень шизофрении . 37 (4): 700–8. дои : 10.1093/schbul/sbr051 . ПМЦ 3122285 . ПМИД 21606322 .
- ^ Брейтмайер Б.Г., Ганц Л. (январь 1976 г.). «Последствия устойчивых и временных каналов для теорий маскировки зрительных образов, подавления саккад и обработки информации». Психологический обзор . 83 (1): 1–36. дои : 10.1037/0033-295x.83.1.1 . ПМИД 766038 .
- ^ Брейтмейер Б., Огмен Х (2006). Визуальная маскировка: время разрезается через сознательное и бессознательное видение (2-е изд.). Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета.
- ^ Ламме В.А., Зипсер К., Спекрейсе Х (октябрь 2002 г.). «Маскирование прерывает сигналы фигуры и земли в V1» (PDF) . Журнал когнитивной нейронауки . 14 (7): 1044–53. дои : 10.1162/089892902320474490 . ПМИД 12419127 . S2CID 1975279 .
- ^ Ламме В.А., Зипсер К., Спекрейсе Х (1997). «Сигналы фигуры-земли в V1 зависят от экстрастриарной обратной связи». Исследовательская офтальмология и визуальные науки . 38 (4): S969.
- ^ Хейнс Дж.Д., Драйвер Дж., Рис Дж. (июнь 2005 г.). «Зримость отражает динамические изменения эффективной связи между V1 и веретенообразной корой» . Нейрон . 46 (5): 811–21. дои : 10.1016/j.neuron.2005.05.012 . ПМИД 15924866 . S2CID 6543247 .
- ^ Томпсон К.Г., Шалл Дж.Д. (март 1999 г.). «Обнаружение зрительных сигналов лобным полем глаз макаки во время маскировки». Природная неврология . 2 (3): 283–8. дои : 10.1038/6398 . ПМИД 10195223 . S2CID 7085444 .
- ^ Томпсон К.Г., Шалл Дж.Д. (2000). «Анцецеденты и корреляты визуального обнаружения и осознания в префронтальной коре макаков». Исследование зрения . 40 (10–12): 1523–38. дои : 10.1016/s0042-6989(99)00250-3 . ПМИД 10788656 . S2CID 412043 .
- ^ Макник С.Л., Мартинес-Конде С. (2004). «Пространственные и временные эффекты латеральных тормозных сетей и их значение для видимости пространственно-временных границ». Нейрокомпьютинг . 58–60: 775–782. дои : 10.1016/j.neucom.2004.01.126 .