전산신경과학의 경계선
복합세포에 대한 해설
제먼,에이,옵스트,오,브룩스,케이알(2014). 정면. 컴퓨터 신경과학자 8:112. 도이:10.3389/프엔콤.2014.00112
시각적 환상은 관찰 된 이미지에서 완전히 설명 할 수 없지만 시각 시스템의 내부 동작에서 발생하는 감각 지각입니다. 그(것)들에서,우리는 심상에서 육체적으로 존재하지 않는 무언가를 인식하고,우리가 일반적으로 인식하고 있지 않은 시각 처리를 계시하기 때문에 신경 과학자에게 관심사의 이다. 예를 들어,동시 대비 환상은 우리가 절대 값에서 휘도를 인식하지 못하고 대신 시각 시스템이 주변 환경과 관련하여 물체의 휘도를 계산한다는 것을 이해할 수있게합니다(그림 1 에이).
그림 1. ()동시 대비 환상에서 균일 한 회색 중앙 바는 어두운 배경을 둘러싸는 경우,오른쪽에 더 발광체 나타납니다. (나)고전적 형태에서 미디엄퍼즐러-라이어 환상,화살촉을 가진 수평선은 화살촉을 가진 수평선보다 짧아 보인다. (다)환상은 또한 수평 라인없이 존재한다. (디)시청자가 로컬 기능을 분석 할 때 환상이 존재하지 않는 것을 알 수,예를 들면,정점이 수직으로 정렬되어 있는지 여부를 결정하여. 이 지각은 길이가 다른 수평선의 환상 효과와 모순 되더라도 꼭지점이 수직으로 정렬된다는 것을 알 수 있습니다. (이자형)연속 버전 환상(하단에 묘사 됨)은 선의 배경 내에 숨겨져 있습니다. 즉,이미지의 평면 뒤에 물체를 집중시키는 것처럼 두 이미지가 융합되면 배경 위에 나타납니다. (에프)낮은 수준의 설명은 환상 센터 서라운드의 로우 패스 속성에서 발생하는 상태(상단 패널)간단한 세포(하단 패널)시각 처리의 초기 단계에서. 이 가설은 제만과 동료들의 결과에 의해 선호되지 않았다. (사)”목수 세계”설명은 화살촉과 꼬리가 선이 서로 다른 깊이의 모서리임을 나타내며 시각 시스템이 이것을 고려하여 선의 크기를 계산한다고 말합니다. 빨간색 선은 같은 길이를 가지고 있습니다.
우리의 감각 지각을 자극의 물리적 특성과 분리함으로써,시각 환상은 신경 과학자들에게 우리의 감각 경험의 기초가되는 신경 메커니즘을 연구 할 수있는 독특한 기회를 제공합니다., 2012). 시각적 환상이 만드는 두드러진 지각은 내부 처리에서 발생한다는 사실과 함께 연구자들이 환상이 시작된 뇌 내의 메커니즘과 위치를 검색하도록 끊임없이 자극합니다. 그러나 환상은 다른 지각 현상만큼 설명하기 어려운 것으로 입증되었습니다.
일부 환상의 생리학적 기원은 동물에서 조사되었으며,그 중 일부는 인간과 비슷하게 인식하는 것으로 알려져 있다(투두스키욱과 니더,2010). 이 연구는 시각적 마스킹,플래시 억제,충진,모션 유도 깊이 및 사이클로 피안 지각(무작위 도트 입체)과 같은 지각 현상이 시상 및 1 차 및 2 차 시각 피질(카니 등)과 같은 구조에서 시각적 처리의 초기 단계에 존재 함을 보여줍니다. 1989;맥니크 외. 2000;폰 데르 하이트외. 2000;그린발드 및 힐데스하임,2004;윌케 외., 2009).
뮐러 lyer 환상(MLI)는 간단하고 많은 연구 기하학적 환상에서 그것의 고전적인 형태로 구성되어 있는 두 개의 수평 라인 세그먼트는 인식 하에 따라서 다른 길이 있는지 여부 또는 화살촉 arrowtails 에서 자신의 끝점(그림 1B–E). 제만 등에 의해 환상 이전 작품 뒤에 신경 메커니즘을 이해하기위한 노력의 일환으로. (2013)는 영장류 시각 시스템의 많은 기능을 통합 한 모델 인 다중 계층 인공 네트워크 흐맥스에 존재 함을 입증했다., 2005). 저자는 먼저 인간의 환상을 연상하지 않는 구성으로 제시 짧고 긴 수평 샤프트의 이미지를 분류하는 네트워크를 훈련했다. 이 훈련 후에 그들은 네트워크에 고전적인 영상이 포함 된 이미지의 샤프트 길이를 분류하도록 요청했습니다.
그 결과,몽맥스망은 수평축의 분류에 편향을 보였으며,화살촉을 가진 샤프트를 실제보다 짧게 분류했다. 흥미롭게도,바이어스의 크기는 인간에서 측정 된 것과 유사했으며,이 효과는 지느러미의 각도에 의해 변조되었으며,더 작은 각도(수평 샤프트에 더 가까움)가 더 큰 바이어스를 생성합니다. 중요한 것은,저자는 최종 분류 계층,즉 이미지를 길거나 짧게 분류하는 계층이 높은 공간 주파수를 가진 단위에만 의존하지 않는다는 것을 보여주었습니다. 이 결과는 중앙 서라운드 및 단순 셀의 로우 패스 특성이 환상의 주요 원인이 될 수 있음을 알리는 환상의 낮은 수준의 설명을 뒷받침하지 못합니다(그림 1 층). 또한,네트워크가 자연스러운 이미지로 훈련되지 않았고 깊이에 대한 정보를 포함하지 않았다는 점을 감안할 때,환상에 대한 높은 수준의”카펜터 세계”설명도 선호되지 않았습니다(그림 1 세대;시걸 외. 1963;니니 오,2014).
제만 등의 신작. (2014)는 단순한 세포의 층에 의해 처리 된 후에 환상의 크기가 증가하고 복잡한 세포의 층에 의해 처리 된 후에 감소한다는 것을 보여줌으로써 이전의 결과를 자세히 설명합니다. 복잡한 세포에 의한 환상의 감소는 위치 불변성(공간적 위치에도 불구하고 자극에 반응하는 능력)의 특성이 그 뉴런을 환상에 의해 유도 된 편견에 덜 민감하게 만들 수 있음을 시사합니다. 이러한 새로운 결과 밀리의 크기 다른 신경 인구에 걸쳐 다르게 표현 될 수 있습니다 및 이미지의 더 추상적인 표현 환상 효과 덜 민감 수 있습니다 나타냅니다.
환상 뒤에있는 메커니즘은 여전히 애매합니다. 제만과 동료들이 보여 주듯이,낮은 수준의 설명은 매력적인 단순함에도 불구하고 완전한 이야기가 아닐 수도 있습니다. 으로 표시되었습니다 임의의 점 입체 및 기타 쌍안전 버전의 환상(그림 1),MLI 에서 생성될 수 있습니다 처리 수준을 넘어 사람들의 간단한 센터-을 둘러싸고 받아들이는 밭에서도의 부재 대비 발광성(Julesz,1971). “카펜터 세계”가설은 환상을 설명 할 필요는 없지만,정수리 및 후두 측두 피질의 참여는 더 높은인지 과정이 관련 될 가능성이 있음을 시사합니다(와이드너와 핑크,2007;만치니 외., 2011).
MLI 을 보여 줍니다 직관적으로 간단한 명령을 비교”길이의 두 개의 수평 라인”은행에 의해 시각 시스템으로 노골적으로 그것이 주관적으로 느낀다. 시각 시스템이 도면에서 다른 것을 비교하고 있다는 것은 분명하며 지역 정보가 아닌 완전한 시각적 객체와 관련이있을 수 있습니다. 크기에 대해 물었을 때,우리의 시각 시스템은 전체 개체의 크기를 판단 할 수 있습니다. 예를 들어,화살표의 끝점이 수직으로 정렬되어 있는지 여부를 확인하려고 시도하면(그림 1). 그것은 이해할 수있다,심지어 그림 1 비 또는 그림 1 씨,꼭지점이 수직으로 정렬되어 있음,환상을 나타내는 인식은 로컬 수준에서 존재하지 않습니다.
수능의 환상은 신경과학자들의 관심을 계속 끄는 믿을 수 없을 정도로 단순한 지각 경험이다. 제만과 동료의 연구는 환상의 두 가지 자주 인용 원인,시각적 뉴런의 로우 패스 필터링 특성과”카펜터 세계”가설이 영장류와 같은 시각 시스템 내에서 환상을 생성하는 데 필요하지 않다고 제안합니다. 두뇌 추정 하 고 시각적으로 식별 된 개체의 크기를 비교 하는 메커니즘을 명료 하 게 미래의 작업이 필요 합니다.
이해 상충 성명
저자는 연구가 잠재적 인 이해 상충으로 해석 될 수있는 상업적 또는 재정적 관계가없는 상태에서 수행되었다고 선언합니다.
감사
우리는 아순토스 장군 개인 아카드 미코 대학교 나시오날 자동차 노마 드 엠 시코 코와 시엔시아 이 테크놀로지 콘세조 나시오날의지지를 인정합니다. 우리는 기술 지원을 위해 에드거 볼라에게 감사드립니다.1989 년 12 월 15 일,1989 년 12 월 15 일,1989 년 12 월 15 일,1989 년 12 월 15 일,1989 년 12 월 15 일,1989 년 12 월 15 일,1989 년 12 월 15 일. 고양이의 피질 뉴런에서 풀 리치 효과의 생리 학적 상관 관계. 시력 회복 29,155-165. 도이: 10.1016/0042-6989(89)90121-1
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