näköjärjestelmä on järjestetty rinnakkaiseksi, hierarkkiseksi ja modulaariseksi. Visuaalisen informaation hajautetun käsittelyn ajatellaan johtavan kiehtovaan ”sitovaan” ongelmaan: jos kohteen attribuutteja, kuten tietä pitkin ajavaa punaista autoa, käsitellään erillisinä kulkureitteinä, alueina tai moduuleina, niin miten näköjärjestelmä sitoo nämä ominaisuudet — värin, muodon ja liikkeen — johdonmukaisesti ja tarkasti yhteen yhtenäiseen perceptiin (Kuva 1a)? Siitä, onko sitova ongelma todella ongelma, kiistellään, mutta on olemassa useita pakottavia ilmiöitä, jotka tukevat sen olemassaoloa. Monet näistä osoittavat, että kun näköjärjestelmää verotetaan, se voi vääristää kohteen ominaisuuksia; voimme esimerkiksi antaa väärän kuvan auton asennosta samalla, kun sen punoitus kohdistuu kohtauksessa eri kohteeseen.
(a) aivot käsittelevät esineiden visuaalisia attribuutteja (väri, liike, muoto) eri kulkureiteillä tai alueilla, ja yleisesti uskotaan, että täytyy siis olla hermomekanismeja, jotka ”sitovat” tätä tietoa tuottaakseen johdonmukaisen havaintokokemuksen. Ilman sidontaa havaitsisimme yhä useammin esineiden piirteitä väärin etenkin dynaamisissa ja sekavissa kohtauksissa. (B) kaksinkertainen Konjunktio väri/liike ärsykkeitä käytetään Seymour et al. . Näillä kahdella ehdolla oli identtiset ominaisuustiedot (kaksi väriä ja kaksi liikesuuntaa). Ainoa ero ehtojen välillä oli Konjunktio värin kanssa liikkeen suuntaan (esimerkiksi punaiset pisteet pyörivät myötäpäivään vasemmalla, mutta pyörivät vastapäivään oikealla). (C–E) kolme monista visuaalisista illuusioista, jotka paljastavat ”väärinymmärryksen” ja olisivat tehokkaita välineitä laajentaa Seymourin ym.käyttämien tekniikoiden yhdistelmää. . (C) väri–liikkeen asynchrony. Värähtelevä kuvio (yläpaneeli), joka muuttaa väriä synkroniassa suunnan kanssa peruutukset (pystysuorat nuolet vasemmalla) näyttää asynkroninen — värinmuutos näyttää johtavan liikkeen kääntyminen (pystysuorat nuolet oikealla). D) kuvitteellinen Konjunktio. Lyhyissä näytöissä esineen väri tai muoto voidaan tulkita väärin kuuluvaksi toiseen esineeseen. (E) värin hajoaminen. Staattinen keltainen Välähdys on super-tyrkytetty liikkuvalle vihreälle palkille. Vihreä palkki näyttää siirretty eteenpäin asennossa ja fyysisesti keltainen salama näyttää punainen, osoittaa väärin väri ja sijainti. Monet muut visuaaliset illuusiot paljastavat värin, liikkeen, asennon, rakenteen ja muodon väärät piirteet .
uusi tutkimus Seymour et al. Current Biology-lehdessä kerrottiin äskettäin, että pääsemme lähemmäksi niiden hermomekanismien selvittämistä, jotka ovat vastuussa visuaalisten piirteiden onnistuneesta aistihavaintojen sitomisesta. Tutkimuksessa yhdistettiin uudenlainen visuaalinen ärsyke funktionaalisen magneettikuvauksen (fMRI) analyysin viimeaikaiseen kehitykseen osoittaakseen, että kuvion ominaisuudet, kuten väri ja liikkeen suunta, ovat yhdessä edustettuina (sidottuina) jopa aivokuoren visuaalisen käsittelyn varhaisimmissa vaiheissa.
Seymour ym. esitetty sarja punaisia tai vihreitä pisteitä, jotka pyörivät myötäpäivään tai vastapäivään, yhteensä neljä edellytystä. Näppärässä manipulaatiossa kaksi näistä ehdoista oli päällekkäin, jolloin syntyi kaksinkertainen konjunktioärsyke, jossa sekä punainen että vihreä väri sekä myötäpäivään ja vastapäivään liikesuunnat olivat samanaikaisesti läsnä (Kuva 1a). Kaksoiskonjunktioärsykkeitä oli kaksi, jotka molemmat sisälsivät saman ominaisuustiedon (punainen, vihreä, myötäpäivään ja vastapäivään). Ainoa ero kahden kaksinkertaisen konjunktion ärsykkeiden välillä oli värin ja liikkeen paritus: yhdessä punainen paritettiin myötäpäivään ja vihreä paritettiin vastapäivään.; toisessa punainen paritettiin vastapäivään ja vihreä paritettiin myötäpäivään.
tutkimuksen keskeinen havainto on, että vaikka kaikki neljä piirrettä (kaksi väriä, kaksi liikesuuntaa) olivat läsnä molemmissa kaksoiskonjunktioärsykkeissä, luokitteleva algoritmi kykeni erottamaan nämä kaksi ehtoa käyttämällä ihmisen näköaivokuoren fMRI-bold-vasteesta saatua tietoa. Jos hermovasteet, jotka ovat fMRI BOLD-vasteen taustalla, ovat syntyneet yksittäisten ominaisuuksien (väri ja liike itsenäisesti) perusteella, kahden kaksoiskonjunktioärsykkeiden vasteen olisi pitänyt olla vastaava. Yllättäen näin ei kuitenkaan ollut, vaan tulokset osoittavat, että ominaisuusjono on esitetty jo V1: ssä. Hyvin ajatelluissa kontrollianalyyseissä tekijät pystyivät sulkemaan pois mahdolliset saliensierot, huomioimattomat epäsymmetriat, Luminanssi-artefaktit väriärsykkeissään ja muut mahdolliset hämmennykset.
Seymour ym.’s kokeilut ovat jännittäviä useista syistä. Ensinnäkin, kuten edellä mainittiin, ne paljastavat, että väri-liikkeen konjunktiot esitetään jo V1: ssä. Toiseksi, tämä on yksi ensimmäisistä ja ehkä voimakkain konjunktiokoodauksen demonstraatio käyttäen uusinta fMRI-analyysiä ja psykofyysisesti hyvin hallittuja visuaalisia ärsykkeitä, jotka (ensimmäistä kertaa) erosivat sidottuina konjunktioina, mutta olivat identtisiä yksittäisten ominaisuuksien suhteen. Lopuksi menetelmien yhdistelmä Avaa tässä uuden oven fMRI: n avulla tehtävän visuaalisen piirteen sidonnan fysiologisessa tutkimuksessa, jota tulevat tutkimukset voivat helposti käyttää.
ominaisuuksien konjunktiokoodausta osoittamalla olemme askeleen lähempänä piirteiden sitoutumisen neuraalisen mekanismin tunnistamista, mutta monia kysymyksiä on vielä jäljellä. Vaikka ominaisuuksien sitomismekanismi voisi toimia jo V1: ssä, on olemassa vakuuttavaa näyttöä siitä, että näin ei ole. Aiemmat yksittäisyksikkö-ja anatomiset tutkimukset tukevat vallitsevaa käsitystä, että väri-ja liikeradat ovat V1: ssä eriytyneitä . Kliiniset tutkimukset tukevat myös hajautettu ja modulaarinen käsittely väri ja liike, jotka ovat paljastaneet kaksinkertainen dissosiaatio välillä käsitys näistä kahdesta ominaisuudesta (erilliset ekstrastriate vaurioita voi aiheuttaa menetys väri käsitys ilman menetys liikkeen käsitys, ja päinvastoin ). Ja useimmat nykyiset psykologiset ja fysiologiset sidontamallit nojaavat korkeamman tason mekanismeihin (, mutta vertaa ).
Seymour ym. tunnustavat oikeutetusti, että niiden tulokset eivät yksiselitteisesti osoita, että ominaisuuksien sitominen tapahtuu v1: ssä. FMRI-vaste v1: ssä voi todellakin heijastaa palautetta (esimerkiksi avaruudellista huomiota ). Kuvaus ominaisuus konjunktioita v1, sitten, ei ole ristiriidassa sen mahdollisuuden kanssa, että ominaisuus Sitominen vaatii huomiota: V1 vasteet voisivat heijastaa palautetta fronto-parietaalinen attentional network. Tämän vuoksi on epäselvää, heijastaako ominaisjonojen koodaus v1: ssä jo sidotun tiedon palautteen, sitomattoman tiedon palautteen, jota V1 sitten aktiivisesti sitoo, vai onko se täysin irrallinen havaintosidonnaisuudesta sinänsä.
selvittääksemme täysin edellä mainitut epävarmuustekijät meidän on laajennettava Seymourin ym. ovelaa tekniikkaa. testata olosuhteissa, joissa ominaisuudet ovat perceptually misbound ja tutkia, onko conjoint koodaus ominaisuuksia portit, tai korreloi, perceptual Sitominen itse. Useita esimerkkejä havainnointivirheistä on osoitettu useista eri piirteistä, kuten väristä, asennosta, liikkeestä, muodosta ja tekstuurista. Esimerkiksi kuvion värin ja liikkeen synkroniset muutokset mielletään asynkronisiksi (Kuva 1c); yhden lyhyesti katsellun kohteen väri väkijoukossa voidaan virheellisesti tulkita kuuluvaksi eri kohteeseen (kuvitteellinen Konjunktio, Kuva 1D) ; liikkuvaan vihreään kohteeseen asetettu staattinen keltainen salama näyttää jäävän vihreän esineen jälkeen ja näyttää punaiselta (Kuva 1e); ja esine voi jopa näyttää ajelehtivan yhteen suuntaan, kun se näkyy siirtyneenä vastakkaiseen suuntaan . Nämä ja monet muut esimerkit havainnointivirheistä (esim.) ilmenevät, kun visuaalisen käsittelyn (tai huomion) ajallisia ja/tai tilallisia rajoja lähestytään tai ylitetään.
tällaisten illuusioiden hyödyntäminen on tarpeen ainakin kolmesta syystä. Ensinnäkään piirteiden sitomismekanismia ei välttämättä rekrytoida yksiselitteisiin visuaalisiin ärsykkeisiin. Tulevaisuuden kokeiluja, jotka perustuvat Seymour et al. , on osoitettava, että sidontamekanismi on tosiasiallisesti rekrytoitu; ilman havainnon ”väärinymmärryksen” testaamista on vaikea tietää, onko havainnon sitomisesta tavallisesti vastaava mekanismi aktiivinen. Toiseksi ominaisuuksien yhteiskoodaus voisi heijastaa näiden ominaisuuksien fyysistä tai havainnollista yhteisesiintymistä. Fyysisesti sidotut piirteet eivät aina johda havaintoihin sidottuihin, joten ilman edellä mainittujen kaltaisten visuaalisten illuusioiden tutkimista emme voi olla varmoja siitä, onko piirteiden yhteiskoodaus välttämättä yhteydessä havaintoon vai milloin. Kolmanneksi, myötäisten piirteiden esittäminen varhaisella näköaivokuorella voi olla seurausta palautteesta. Käyttämällä visuaalisia illuusioita misbinding disambiguate onko V1 heijastaa tuotos sitova prosessi kautta palautetta (jolloin se valikoivasti koodata ominaisuus konjunktioita, jotka koetaan sidottu).
elegantin kokeilusuunnittelun ja hienostuneen fMRI-analyysin yhdistelmä Seymour et al. se luo perustan tuleville kokeiluille ja tuo meidät siten lähemmäksi kuin koskaan suoraan sitovuusongelman käsittelyä.