a vizuális rendszer párhuzamos, hierarchikus és moduláris módon szerveződik. Úgy gondolják, hogy a vizuális információk elosztott feldolgozása érdekes ‘kötési’ problémához vezet: ha egy tárgy tulajdonságait, például az úton haladó piros autót külön utakon, régiókban vagy modulokban dolgozzák fel, akkor a vizuális rendszer hogyan köti össze ezeket a jellemzőket — szín, forma és mozgás — következetesen és pontosan egyetlen egységes észleletbe (1a. ábra)? Vitatják , hogy a kötelező probléma valóban probléma-e, de számos kényszerítő jelenség támogatja annak létezését. Ezek közül sok azt mutatja, hogy amikor a vizuális rendszert megadóztatják, rosszul kötheti össze egy tárgy jellemzőit; például tévesen érzékelhetjük az autó helyzetét, miközben a vörösségét a jelenet egy másik tárgyának tulajdonítjuk.
(A) az agy feldolgozza a tárgyak vizuális tulajdonságait (szín, mozgás, forma) különböző útvonalakon vagy régiókban, és általában úgy gondolják, hogy ezért szükség van olyan idegi mechanizmusokra, amelyek megkötik ezt az információt, hogy koherens észlelési élményt generáljanak. Kötődés nélkül gyakrabban tévesztenénk meg a tárgyak jellemzőit, különösen a dinamikus és zsúfolt jelenetekben. (B) kettős kötőszó szín/mozgás ingerek által használt Seymour et al. . A két feltételnek azonos jellemzőinformációi voltak (két szín és két mozgásirány). Az egyetlen különbség a körülmények között a szín és a mozgás irányának összekapcsolása volt (például a piros pontok balra az óramutató járásával megegyező irányban forogtak, de jobbra az óramutató járásával ellentétes irányban forogtak). (C–E) három a sok vizuális illúzió közül, amelyek feltárják a hibás kötést, és hatékony eszközök lehetnek a Seymour és munkatársai által használt technikák kombinációjának kiterjesztésére. . C) Szín-mozgás aszinkrónia. Az oszcilláló minta (felső panel), amely szinkronban megváltoztatja a színt az irányváltásokkal (függőleges nyilak a bal oldalon), aszinkronnak tűnik — úgy tűnik, hogy a színváltozás vezeti a mozgás megfordítását (függőleges nyilak a jobb oldalon). D) illuzórikus együttállás. Rövid megjelenítésekben az objektum színét vagy alakját tévesen lehet egy másik objektumhoz tartozónak tekinteni. E) Színbontás. A mozgó zöld sávon statikus sárga vaku van. A zöld sáv előre tolva jelenik meg a helyzetben, a fizikailag sárga vaku pedig pirosnak tűnik, ami a szín és a pozíció hibás kötését mutatja. Számos más vizuális illúzió tárja fel a szín, a mozgás, a helyzet, a textúra és az alak hibáit .
egy új tanulmány szerint Seymour et al. , a közelmúltban a Current Biology-ban jelent meg, közelebb hoz minket a vizuális jellemzők sikeres észlelési kötődéséért felelős idegi mechanizmusok feltárásához. A tanulmány egy új vizuális ingert kombinált a funkcionális mágneses rezonancia képalkotás (fMRI) adatainak elemzésének legújabb fejleményeivel, hogy megmutassa, hogy a minta jellemzői, mint például a szín és a mozgás iránya, együttesen vannak ábrázolva (kötve) még a kérgi vizuális feldolgozás legkorábbi szakaszaiban is.
Seymour et al. bemutatott piros vagy zöld pontok halmaza, amelyek az óramutató járásával megegyező vagy az óramutató járásával ellentétes irányba forogtak, összesen négy feltétel mellett. Egy okos manipuláció során e feltételek közül kettőt egymásra helyeztek, kettős kötőszó-ingert hozva létre, amelyben mind a vörös, mind a zöld színek, mind az óramutató járásával megegyező, mind az óramutató járásával ellentétes irányú mozgás irányai egyszerre voltak jelen (1a.ábra). Két kettős kötőszó-inger volt, amelyek mindegyike ugyanazt a jellemzőinformációt tartalmazta (piros, zöld, az óramutató járásával megegyező és az óramutató járásával ellentétes). Az egyetlen különbség a két kettős kötőszó inger között a szín és a mozgás párosítása volt: az egyikben a vörös párosult az óramutató járásával megegyező, a zöld pedig az óramutató járásával ellentétes mozgással; a másikban a pirosat az óramutató járásával ellentétes mozgással, a zöldet pedig az óramutató járásával megegyező mozgással párosították.
A tanulmány legfontosabb megállapítása az, hogy bár mind a négy jellemző (két szín, két mozgásirány) jelen volt mindkét kettős kötőszöveti ingerben, egy osztályozó algoritmus képes volt megkülönböztetni a két feltételt az fMRI BOLD válaszának információinak felhasználásával az emberi látókéregben. Ha az fMRI BOLD válasz alapjául szolgáló idegi válaszokat az egyes jellemzők (szín és mozgás egymástól függetlenül) generálták, akkor a két kettős kötőszó ingerre adott válasznak egyenértékűnek kellett volna lennie. Meglepő módon azonban nem ez volt a helyzet; az eredmények azt mutatják, hogy a jellemző kötőszavak már a V1-ben megjelennek. A jól átgondolt kontrollelemzésekben a szerzők képesek voltak kizárni a potenciális szembetűnő különbségeket, a figyelmi aszimmetriákat, a fénysűrűség-leleteket a színstimulációikban és más potenciális zavarokat.
Seymour et al.a kísérletek több okból is izgalmasak. Először is, amint azt fentebb említettük, feltárják, hogy a szín-mozgás kötőszók már V1-ben vannak ábrázolva. Másodszor, ez az egyik első, és talán a legerősebb demonstrációja a kötőszókódolásnak, a legkorszerűbb fMRI elemzések és a pszichofizikailag jól kontrollált vizuális ingerek kombinációjával, amelyek (először) kötött kötőszóként különböztek, de az egyéni jellemzők szempontjából azonosak voltak. Végül a módszerek kombinációja itt új ajtót nyit a vizuális jellemzők kötésének fiziológiai vizsgálatában az fMRI alkalmazásával, amelyet a jövőbeni tanulmányok könnyen alkalmazhatnak.
a jellemzők kötőszókódolásának bemutatásával egy lépéssel közelebb kerültünk a jellemzők kötésének idegi mechanizmusának azonosításához,de sok kérdés maradt. Bár a funkciókötés mechanizmusa már a V1-ben is működhet, meggyőző bizonyíték van arra, hogy nem ez a helyzet. Korábbi egy egység és anatómiai vizsgálatok alátámasztják azt az uralkodó elképzelést, hogy a szín és a mozgás útvonalai elkülönülnek a V1-ben . A klinikai vizsgálatok szintén támogatják a szín és a mozgás elosztott és moduláris feldolgozását, mivel kettős disszociációt tártak fel e két tulajdonság észlelése között (a különálló extrastriális elváltozások a színérzékelés elvesztését okozhatják a mozgásérzékelés elvesztése nélkül, és fordítva ). És a kötődés legtöbb létező pszichológiai és fiziológiai modellje magasabb szintű mechanizmusokra támaszkodik (de hasonlítsa össze ).
Seymour et al. helyesen elismerik, hogy eredményeik nem egyértelműen bizonyítják, hogy a jellemzők kötése a V1-ben történik. Valóban, jól megalapozott, hogy az fMRI válasz a V1-ben tükrözheti a visszacsatolást (például térbeli figyelem ). A jellemző kötőszavak ábrázolása a V1-ben tehát nem ellentétes azzal a lehetőséggel, hogy a funkciókötés figyelmet igényel : a V1 válaszok tükrözhetik a fronto-parietális figyelmi hálózat visszajelzését. Ezért továbbra sem világos, hogy a jellemző kötőszavak kódolása a V1-ben tükrözi-e a már kötött információk visszacsatolását, tükrözi-e a nem kötött információk visszacsatolását, amelyeket a V1 ezután aktívan megköt, vagy önmagában teljesen független az észlelési kötéstől.
a fenti bizonytalanságok teljes körű kezeléséhez ki kell terjesztenünk Seymour et al. tesztelje azokat a körülményeket, amelyekben a jellemzők észlelhetően rosszul kapcsolódnak, és vizsgálja meg, hogy a jellemzők együttes kódolása kap-e, vagy korrelál-e magával az észlelési kötéssel. Számos példát mutattak be az észlelési hibás kötésre számos különböző jellemzőre, beleértve a színt, a pozíciót, a mozgást, az alakot és a textúrát. Például egy minta színének és mozgásának szinkron változásait aszinkronnak érzékeljük (1C ábra); a tömegben röviden megtekintett objektum színe tévesen értelmezhető úgy, hogy egy másik objektumhoz tartozik (illuzórikus kötőszók, 1D ábra) ; a mozgó zöld objektumra helyezett statikus sárga villanás úgy tűnik, hogy elmarad a zöld objektumtól, és pirosnak tűnik (1e Ábra); és egy tárgy akár egy irányba is sodródhat, miközben az ellenkező irányba eltolódott helyzetben jelenik meg . Ezek és sok más példa az észlelési hibákra (például ) akkor fordulnak elő, amikor a vizuális feldolgozás (vagy figyelem) időbeli és/vagy térbeli határait megközelítik vagy túllépik.
Az ilyen illúziók kihasználása legalább három okból szükséges. Először is, a funkciókötés mechanizmusa nem vehető fel egyértelmű vizuális ingerekre. Jövőbeli kísérletek, Seymour munkájára építve et al. , be kell mutatnia, hogy a kötés mechanizmusa valóban toborzott; észlelési ‘hibás kötés’ tesztelése nélkül nehéz tudni, hogy az észlelési kötésért általában felelős mechanizmus aktív-e. Másodszor, a jellemzők együttes kódolása tükrözheti e jellemzők fizikai vagy észlelési együttes előfordulását. A fizikailag kötött tulajdonságok nem mindig vezetnek észleletileg kötött tulajdonságokhoz, ezért a fentiekhez hasonló vizuális illúziók tanulmányozása nélkül nem lehetünk biztosak abban, hogy a jellemzők együttes kódolása szükségszerűen kapcsolódik-e az észleléshez. Harmadszor, az együttes jellemzők ábrázolása a korai vizuális kéregben visszacsatolás eredménye lehet. A hibás kötés vizuális illúzióinak alkalmazása egyértelművé teszi, hogy a V1 visszacsatolás útján tükrözi-e a kötési folyamat kimenetét (ebben az esetben szelektíven kódolná a kötöttnek érzékelt jellemző kötőszókat).
az elegáns kísérlettervezés és a kifinomult fMRI elemzés kombinációja Seymour et al. megteremti a terepet ezeknek a jövőbeli kísérleteknek, és ezáltal minden eddiginél közelebb visz minket a kötési probléma közvetlen kezeléséhez.