2. fejezet - Az emberi látással kapcsolatos alapismeretek

A látás területe, Az agy látásért felelős területei

Tárgyreprezentáció az agykéregben A fejezet első részében megismerkedtünk azzal, hogy miért is nehéz feladat egy adott tárgy felismerése. Viselkedési adatok segítségével mutattuk be, hogy az alakzatok és tárgyak észlelése milyen lépésekben történik, és elemeztük a tárgylátás két legfontosabb modelljét.

a látás területe

Mennyi a legalacsonyabb látás továbbiakban azokat az adatokat mutatjuk be, amelyek a főemlősök főleg az ember és a legtöbbet tanulmányozott makákómajom tárgyfeldolgozó agykérgi rendszeréről jelenleg rendelkezésünkre állnak.

A látás területe láttuk, minden tárgy felismerésének alapfeltétele, hogy hátterétől el tudjuk különíteni perceptuális szegregáció. A szegregáció alapjául szolgáló fizikai paramétert, amely a látható kontrasztot létrehozza, nevezzük vizuális kulcsnak. Nagyon sok adatunk van arról, hogy az egyes vizuális kulcsok által szolgáltatott információt nagyrészt elkülönült módon dolgozza fel az agykéreg. A vizuális kulcsok alapján két fő agykérgi feldolgozó rendszert lehet elkülöníteni: a dorzális rendszert, mely inkább a kép mozgásáért, elemeinek térbeli viszonyaiért és az ezekkel végzett manipulációkért felelős, valamint a ventrá- lis rendszert, mely elsősorban a tárgyak színéért és milyenségéért felelős.

A két vizuális rendszer legfontosabb tulajdonságaival már a látás alapvető folyamataival foglalkozó fejezetben is megismerkedhettünk, illetve a főbb jellemzőket Az emlősagy vizuális rendszere című szövegdobozban Ezért a továbbiakban a tárgyfelismerésben fontosabb szerepet betöltő ventrális rendszer tulajdonságaira koncentrálunk.

A ventrális vizuális rendszer Mint korábban láthattuk, a két vizuális rendszer a nyakszirti vagy tarkólebenyen elhelyezkedő elsődleges látókéregből indul ki. Innen a látás területe információ a másodlagos V2majd a negyedleges V4 vizuális agykérgi területen keresztül jut el a halánték- vagy temporális lebeny alulsó részén elhelyezkedő inferior temporális kéregbe IT.

Számos érv szól amellett, hogy a tárgyak durva feldolgozási lépéseit egyre finomodó lépések követik egy több lépcsőből álló hierarchikus rendszer működésének eredményeképpen. Nézzük meg egyenként a legfontosabb érveket ezen állítás mellett Rousselet et al.

a látás területe

A látás területe feldolgozási hierarchiának itt a V1-et és V2-t követő területeire koncentrálunk, tekintettel arra, hogy ezek tulajdonságait a korábbi fejezetek már tárgyalták. A ventrális rendszer állomásainak neuronális latenciája fokozatosan hosszabbodik. Egy inger pl. Ez a latencia, amely a látás területe jellemző az adott agykérgi területre, a ventrális rendszerben előrehaladva fokozatosan nő 5. A legrövidebb latencia a Vl-neuronokra majmok esetében átlagosan 60 msmíg a leghoszabb latencia az IT neuronjaira jellemző ms.

Ez a latencianövekedés arra utal, hogy az információ a Vl-ből a V2-be, majd onnan a V4-be és végül az IT-be kerül, vagyis alapvetően soros módon dolgozódik fel. Az egyes állomások neuronjaira jellemző receptív mező mérete fokozatosan növekszik.

  • Az agy és a gerincvelő a központi idegrendszer két alkotórésze.
  • Látás – Wikipédia
  • A látás központi idegrendszeri folyamatai
  • A központi idegrendszer - Melyik agyterület felelős a látásért
  • 3D megjelenítési technikák | Digitális Tankönyvtár
  • 2. fejezet - Az emberi látással kapcsolatos alapismeretek
  • Az emberi szem összetettsége - a vak- és a sárgafolttól kezdve a fókuszált és perifériás látásig Hogyan kompenzálja agyunk az emberi szem kellemetlen hiányosságait Az elmúlt millió év alatt az evolúció a szimpla fényérzékeny pont óta hihetetlen mennyiségű különböző szemet produkált.

Míg a Vl-neuronok receptív mezejének átlagos mérete 0,5 fok között változik kb. A receptív mezőnek ez a méretnövekedése annak köszönhető, hogy a ventrális rendszerben igen erős a kapcsolatok konvergenciája. Jusson eszünkbe, hogy a látás területe konvergencia fogalmával már találkoztunk korábban, a receptor-ganglionsejt konvergenciaeltéréseivel kapcsolatban, ami magyarázattal szolgált az M és P sejtek működésében az eltérő téri felbontásra.

Itt is hasonlóról van szó, azaz például arról, hogy az IT-neuronok nagyon sok alacsonyabb területen elhelyezkedő és kisebb receptív mezejű neurontól kapják bemenetüket.

Míg a kis receptív mezejű neuronok a látótérbe kerülő kép finom részleteiről és helyéről szolgáltatnak precíz információt, addig a nagy receptív mező akkor hasznos, ha a látótér nagyobb részéről jövő információt kell integrálnunk például olyankor, amikor egy adott tárgyat helyzetétől függetlenül kell felismernünk.

Az egyes állomások neuronjai az a látás területe egyre bonyolultabb vonásaira érzékenyek. Míg a V1-neuronok leginkább adott irányú vonalakra, illetve élekre érzékenyek, addig a hierarchiában feljebb elhelyezkedő területek egyre komplexebb és absztraktabb kontúrokra, geometriai mintázatokra érzékenyek. A V2 a látás területe vonalak és egyszerű geometriai ábrák, a V4 neuronjainál komplex, színes, 3-D tulajdonságokkal is rendelkező geometriai ábrák, az IT neuronjai esetében viszont bonyolult tárgyak, kategóriák, emberi, illetve állati arcok váltják a látás területe a legnagyobb választ.

Van-e a ventrális rendszer hierarchiájának csúcsa? A kezdeti tárgyfelismerési elméletek szerint a ventrális vizuális rendszer csúcspontján a látás területe neuronok mindegyike csak és kizárólag egy adott tárgyat, illetve jelenséget kódol.

Ezeket a neuronokat kardinális sejteknek vagy megismerési egységeknek nevezték el. Leggyakrabban mégis mint nagymamasejteket emlegetik őket, mivel ha ez az extrém tárgyszelektív kódolás létezne, ezek az idegsejtek egyedül nagymamánk képére aktiválódnának.

Könnyen belátható, hogy az ilyen neuronok megléte gyakorlatilag nem gazdaságos, elvileg pedig nem lehetséges. Egyrészt, ha elveszítenénk a nagymama-felismerő idegsejtünket, akkor legközelebb már nem ismernénk fel őt.

Másrészt, nyilvánvalónak látszik, hogy véges számú agykérgi neuronjaink nem lennének elegendőek a környező világ végtelen számú dolgának felismerésére. A legfőbb ellenérv a kardinálissejt-modellel szemben az a teljesítményünk, hogy előzetes tapasztalatainkat összegezve képesek vagyunk az olyan tárgyakat is felismerni, melyeket addig még a látásvesztés kezelése láttunk, és amelyekre éppen ezért nem létezhet felismerőegység sem.

A hierarchia tetején elhelyezkedő terület, az IT tehát nem az egész tárgyfelismerésnek, hanem csak a ventrális rendszernek a végső állomása.

a látás területe

A tárgyakkal kapcsolatos érzelmi, emlékezeti, feladatfüggő döntésekkel kapcsolatos információ további feldolgozó lépéseket igényel ezekkel az Általános pszichológia 2. A ventrális rendszer állomásainak vázlatos reprezentációja. A V1, V2, V4 és az IT közötti hierarchikus rendszer egyes területeinek átlagos latenciája, receptívmezõ-mérete és a terület által leginkább kedvelt vizuális ingerek példái V4 — a színlátás agykérgi központja?

Az első tanulmányok szerint a terület neuronjai rhesusmajom agyában a fény hullámhosszára igen érzékenyek. Semir Zeki londoni kutató nevéhez fűződik a terület színspecializálódásának leírása és annak felvetése, hogy a V4 egy szelektív színfeldolgozó modul lenne Bartels-Zeki Ugyanakkor részletes újabb tanulmányokban sikerült a látás területe, hogy a V4 szerepe mesz- sze túlmutat a színfeldolgozáson. Egyrészt, nem minden V4-neuron érzékeny a tárgyak színére.

Az agy látásért felelős területei

Másrészt, a neuronok érzékenyek vonalak irányára, egyszerű és bonyolultabb geometriai ábrákra is. Harmadrészt, a tárgyak 3-D tulajdonságai és mozgása is befolyásolja a V4-neuronok aktivitását. Mindebből úgy tűnik, hogy a majmok V4 területének funkciói nem merülnek ki a fény hullámhosszának érzékelésében, és komplex szerepet töltenek be a tárgyfelismerésben.

A fenti majomkísérletektől függetlenül felmerült, hogy az emberi agyban is lenne egy központi színfeldolgozó terület. Feltártak ugyanis egy olyan területet, amelyről úgy gondoljuk, hogy a majmok V4 területének emberi megfelelője homológja 5. Ennek a területnek az irtása, illetve kiesése léziója emberben szelektív színlátászavarokhoz akromatopszia vezet. Később funkcionális képalkotó eljárásokkal PET és fMRI, amelyek működését röviden ismertettük az észlelés természetéről szóló bevezető fejezetben kimutatták, hogy a terület erős színszelektivitást is mutat.

Bár még számos kérdés nyitott a V4 tulajdonságait illetően egy vagy több agyi területről van-e szó; valóban homológjai-e egymásnak a majom és az ember V4 területei, s a látás területe igen, a látás területe, stb. A V4 megközelítõ helye az emberi a látás területe az agy ventrális nézetén a látás területe ábra Inferior temporális kéreg — a tárgylátás központi területe Charles Gross, valamint Robert Desimone munkacsoportjában az elsők között írták le Gross et al.

Az azóta eltelt idő alatt az inferior temporális kéreg a ventrális rendszer egyik legtöbbet tanulmányozott agykérgi területe lett Fujita Az IT neuronjainak válasza többé vagy kevésbé bonyolult alakzatokra keresztek, rácsminták, valós és számítógéppel generált tárgyak, emberi és állati arcok, más testrészek stb. Az egyes neuronok általában néhány tárgyra vagy alakzatra válaszolnak szelektíven.

Nincs azonban olyan neuron, amely kizárólag egy adott tárgy képére aktiválódna, tehát a kezdeti elképzelésekkel ellentétben az IT-ben sincs nagymamasejt!

Egy neuron mindig több alakzatra látási norma és patológia, igaz, eltérő mértékben. Ez a tárgyszelektivitás az alapja lehet a tárgyfelismerésnek. Ha ez így van, akkor a tárgyfelismerésre jellemző tulajdonságokat az IT-neuronoknak is tükrözniük kell. Nézzük most meg, hogy hogyan tükröződnek ezek az invarianciák az IT neuro- nális válaszaiban. Invarianciák az inferior temporális kéregben Az egyik legnyilvánvalóbb perceptuális invariancia, hogy ugyanazt a tárgyat helyétől függetlenül fel tudjuk ismerni.

a látás területe

Ennek a jelenségnek a kialakulásához az kell, hogy a neuronok hasonlóan válaszoljanak a tárgyakra, függetlenül azok receptív mezőn belüli helyzetétől. Az IT-neuronok receptív mezeje általban igen nagy, magában foglalja az éles látás helyét, a sárgafoltot, valamint csaknem a látás területe egész ellenoldali látómezőt, illetve Beitz víziója az azonos oldali látómezőt is.

Ezen a nagy receptív mezőn belül a neuronok hasonlóan aktiválódnak egy adott tárgyra, mégpedig függetlenül annak helyétől. Valószínűsíthető tehát, hogy a a látás területe invariancia jelenségének a hátterében az ilyen IT-neuronok állnak. A pozícióinvarianciához hasonlóan, tárgyfelismerésünk méret- szín- kontraszt- és vizuáliskulcs-független is. A látás területe alapja úgyszintén az IT-neuronok alakszelektivitásának méret- szín- kontraszt- és vizuáliskulcs-függetlensége, azaz invariáns természete lehet Sáry et al.

Ez azt jelenti, hogy ha egy neuron például egy alma, egy pohár, egy szék és egy kutya képére egyre csökkenő mértékben válaszol, akkor ez az alakszelektivitás többé-kevésbé megmarad, ha az adott tárgyak méretét, színét, kontrasztját, illetve az őket definiáló vizuális kulcsokat változtatjuk. Az inferior temporális kérgi neuronok által preferált vizuális ingerek egy reprezentatív csoportja. A képek a Szegedi Tudományegyetem Élettani Intézetének vizuális laboratóriumában végzett kísérletek során használt ingereket ábrázolják Az inferior temporális kéreg oszlopos elrendeződése Hasonlóan a V1-hez, az IT is oszlopos kolumnáris elrendeződést mutat.

Ez azt jelenti, hogy a hasonló tárgyakra szelektív neuronok lokális csoportokba rendeződnek.

Üldözéses jelenet - Pulsar Axion XQ38, Trail 2 XP50 LRF, Guide Track IR50, Infiray CML25

Ezek a neuroncsoportok végighúzódnak a kéreg rétegein, és úgynevezett agykérgi oszlopokat alkotnak 5. Egy adott tárgyra egyszerre több ilyen agykérgi oszlop, a látás területe egyszerre több tízezer neuron hálózata aktiválódik, mégpedig eltérő mértékben.

A legújabb elképzelések szerint a különböző tárgyakat átfedő, de aktivitásukban eltérő neuronális hálózatok kódolják. Tehát mondjuk egy alakzatra a legnagyobb tüzelési frekvenciával az 5.

Egy arcra az 5. Az inferior temporális kéreg oszlopos szerkezete. Az egyes oszlopokat eltérõ szürke árnyalatok jelölik. A látás területe oszlopok által leginkább preferált vizuális ingereket az oszlop oldalán látjuk Az emberi tárgyfeldolgozó rendszer Az emberi agy ventrális vizuális rendszere alapfelépítését tekintve megegyezik a majmok agyánál látás-helyreállítási technika szemgyakorlatokkal, de a részleteket tekintve jelentősek az eltérések.

Az ember ventrális rendszere is a V1 és V2-ből indul ki, majd a V4-ben folytatódik.

Hogyan kompenzálja agyunk az emberi szem kellemetlen hiányosságait

Az elmúlt években, a funkcionális képalkotó eljárások eleinte a PET, majd később dominánsan az fMRI fejlődésével ugyanakkor nemcsak ezeknek a látás területe alacsonyabb rendű vizuális területeknek, hanem a magasabb szintű, komplexebb területeknek a feltérképezése is megkezdődött Malach et al. Ezek a tanulmányok azt igazolták, hogy a nyakszirti és a halántéklebenyek oldalsó laterális és alsó ventrális felszínén egy nagy kiterjedésű, összetett agyterület található, amelynek meghatározó szerepe van a tárgyfelismerésben.

A vizsgálatok szerint a terület aktivitása megnövekszik, ha a kísérleti személyeknek tárgyak 3-D tárgyak, körvonalrajzok, emberi arcok stb. Az LOC, hasonlóan a majmok IT kérgéhez, nem retinotopikus, vagyis a bemutatott tárgy helyétől függetlenül aktiválódik. E mellett a látás területe pozicionális invariancia mellett a terület méret- és vizuáliskulcs- illetve minden valószínűség szerint nézőpont-invarianciát is mutat. A terület hasonlóképpen aktiválódik tárgyak fényképére és azok körvonalrajzaira is.

Mindezek az adatok arra utalnak, hogy a LOC igen hasonló tulajdonságokat mutat a tárgyfelismerés jelenségeihez, és ez valószínűsíti, hogy fontos szerepet játszik abban.

Tartalomjegyzék

Az ember nyakszirti és halántéklebenyének alulsó részén található, tárgyfelismerésben fontos területek megközelítõ helyzete. Baloldalt alulsó, jobboldalt alulsó-oldalsó nézetben látszanak a látás területe agyféltekék. A többféle tárgykategóriára aktív LOC laterális okcipitális komplexum részben magában foglalja az EBA-t extrastriatális testterületmely testrészekre, és az FFA-t fuziformis arcterület is, mely szelektíven arcokra aktív. A PPA parahippokampális helyterület ettõl kissé elkülönülve található.

Az agyat úgynevezett felfújt állapotban mutatjuk; gyrusok: sötét sávok, sulcusok: világos sávok Az emberi agykéreg kategóriaspecifikus területei A legújabb a látás területe szerint a nyakszirti és halántéklebenyek területén, részben a laterális okcipitális komplexummal átfedően találhatóak olyan kisebb területek, melyek adott specifikus kategóriába tartozó tárgyak képére nagyobb aktivitást mutatnak, mint más tárgyakéra 5. Már korai neuropszichológiai, majd elektrofiziológiai megfigyelések is utaltak arra, hogy a halántéklebeny alulsó részén van egy terület, mely elsősorban az emberi arcok feldolgozásában játszik szerepet.

Később fMRI-vizsgálatok megerősítették, hogy a a látás területe aktivitása jóval nagyobb emberi arcokra, mint betűkre, különböző tárgyakra, állatokra vagy hátulról mutatott emberi fejekre. A területetfusiform face areának, vagyis fuziformis arcterületnek FFA nevezték el. Aktivitása akkor is erősebb, ha a látás területe portrékat, festményeket, arcok körvonalrajzait, karikatúráit, állatok arcát, ismeretlen személyeket mutatnak a kísérleti személyeknek. Egy másik kategóriaszelektív agyterület az úgynevezett parahippocampal place area vagy parahippokampális helyterület PPAamely a LOC-tól némileg elkülönülten helyezkedik el.

  • Cikkemben ezeket, a legsz?
  • Az agy látásért felelős területei Az agy mely része felelős az emberi látásért
  • Az emberi szem összetettsége - a vak- és a sárgafolttól kezdve a fókuszált és perifériás látásig
  • A horizontális sejtek a fotoreceptorok idegvégződései által alkotott rétegben, az úgynevezett külső szinaptikus rétegben teremtenek kapcsolatokat a szomszédos sejtek között, az amakrin sejtek pedig a bipoláris és ganglion sejtek közé ékelődve töltenek be hasonló funkciót.

A PPA elsősorban tájképek, épületek, emberalkotta tájak még legóból épített absztrakt tájképek is bemutatásakor aktiválódik inkább, szemben az arcok, vizuális zajok és tárgyak bemutatásával. Ez a fokozott válasz megjelenik a ppA területén, függetlenül attól, hogy milyen feladata van a kísérleti személynek, ami arra utal, hogy a PPA elsősorban épületek és helyszínek perceptuális feldolgozásában játszik szerepet.

Újabban leírtak még egy területet a halántéklebenyben, részben átfedően a LOC területtel, amely specifikusan akkor aktiválódik, amikor emberi testek vagy testrészek képét mutatják be az alanyoknak. A területet extrastriatális testterületnek extrastriate body area — EBA nevezték el.

További kategóriák, melyekre a látás területe agykérgi területek létezéséről vannak adataink: állatok, élőlények, kéziszerszámok, székek.

Ezeknek a kategóriáknak a specifikus agykérgi reprezentációja ugyanakkor sokak által megkérdőjelezett, így tankönyvünkben sem tárgyaljuk őket tovább. Négy fő csoportja van azoknak az érveknek, melyek az emberi arcfeldolgozás speciális volta mellett szólnak. Mint látni fogjuk, mind a négy kérdéskör esetében megkérdőjelezhető specialitásuk, nem véletlen, hogy az erről folyó vita is folyamatos az irodalomban.