o sistema visual é organizado de forma paralela, hierárquica e modular. O processamento distribuído de informação visual é pensado para levar a um intrigante “vinculativo” problema: se os atributos de um objeto, tal como um carro vermelho descendo a estrada, são transformados em distintas vias, regiões ou módulos, em seguida, como o sistema visual vincular essas características — cor, forma e movimento — de forma consistente e precisa em uma única percepcionamos (Figura 1A)? Se o problema vinculativo é realmente um problema é debatido, mas há vários fenômenos convincentes que apoiam a sua existência. Muitos desses demonstrar que, quando o sistema visual é tributado, ele pode misbind as características de um objeto; por exemplo, podemos misperceive a posição do carro enquanto misattributing sua vermelhidão para um objeto diferente na cena.
(A) O cérebro processa os atributos visuais dos objetos (cor, movimento, forma) em diferentes vias ou regiões, e acredita-se geralmente que não deve ser, portanto, de mecanismos neurais que ‘bind’ esta informação para gerar coerente experiência perceptiva. Sem encadernação, teríamos mais frequentemente confundido as características dos objectos, especialmente em cenas dinâmicas e confusas. (B) Double-conjunction color/motion stimuli used by Seymour et al. . As duas condições tinham informações idênticas (duas cores e duas direções de movimento). A única diferença entre as condições era a conjunção de cor com a direção do movimento (por exemplo, pontos vermelhos rodados no sentido horário à esquerda, mas rodados no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio à direita). (C–e) três das muitas ilusões visuais que revelam ‘misbinding’ e seriam ferramentas poderosas para estender a combinação de técnicas utilizadas por Seymour et al. . (C) Color–motion asynchrony. Um padrão oscilante (Painel superior) que muda de cor na sincronia com as inversões de direção (setas verticais à esquerda) parece assíncrono — a mudança de cor parece levar a inversão de movimento (setas verticais à direita). D) conjunção ilusória. Em exibições breves, a cor ou forma de um objeto pode ser mal interpretado como pertencendo a outro objeto. E) decomposição por cores. Um flash amarelo estático é super-imposto em uma barra verde em movimento. A barra verde aparece deslocada para a frente na posição e o flash fisicamente amarelo aparece vermelho, demonstrando uma distorção de cor e posição. Uma variedade de outras ilusões visuais revelam equívocos de cor, movimento, posição, textura e forma .
A new study by Seymour et al. , relatado recentemente na biologia atual, nos aproxima de desvendar os mecanismos neurais responsáveis pela bem sucedida ligação perceptual das características visuais. O estudo combinou um novo estímulo visual com desenvolvimentos recentes na análise de dados de ressonância magnética funcional (fMRI) para mostrar que as características de um padrão, como a cor e direção de movimento, são conjuntamente representadas (bound) mesmo nos estágios iniciais do processamento visual cortical.
Seymour et al. conjuntos apresentados de pontos vermelhos ou verdes que rodaram no Sentido DOS ponteiros do relógio ou no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, num total de quatro condições. Em uma manipulação inteligente, duas dessas condições foram sobrepostas, criando um estímulo de dupla conjunção em que ambas as cores vermelho e verde, e tanto no Sentido DOS ponteiros do relógio e no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, estavam simultaneamente presentes (figura 1A). Havia dois estímulos de conjunção dupla, ambos contendo a mesma informação de recurso (vermelho, verde, no Sentido DOS ponteiros do relógio e no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio). A única diferença entre os dois estímulos de conjunção dupla foram os pares de cor e movimento: em um, vermelho foi emparelhado com movimento no sentido horário e verde foi emparelhado com movimento no sentido anti-horário; no outro, Vermelho foi emparelhado com movimento anti-horário e verde foi emparelhado com movimento no sentido horário.
a descoberta chave no papel é que, embora todas as quatro características (Duas cores, duas direções de movimento) estavam presentes em ambos os estímulos de conjunção dupla, um algoritmo de classificação foi capaz de discriminar entre as duas condições usando informações a partir da resposta fMRI BOLD no córtex visual humano. Se as respostas neurais subjacentes à resposta a negrito fMRI foram geradas pelas características individuais (cor e movimento independentemente), a resposta aos dois estímulos de conjunção dupla deveria ter sido equivalente. Surpreendentemente, no entanto, este não foi o caso; os resultados demonstram que as conjunções de recurso são representadas tão cedo quanto V1. Em análises de controle bem pensadas, os autores foram capazes de descartar potenciais diferenças de saliência, assimetrias de atenção, artefatos de luminância em seus estímulos de cor, e outras confusões potenciais.
Seymour et al.as experiências são emocionantes por várias razões. Primeiro, como mencionado acima, eles revelam que as conjunções de movimento de cor são representadas tão cedo quanto V1. Segundo, este é o primeiro e talvez o mais forte demonstração de conjunto de codificação usando uma combinação de estado-de-o-arte de fMRI análises e psychophysically bem controlada estímulos visuais que (pela primeira vez) diferiu como limite conjunções mas eram idênticas em termos de características individuais. Finalmente, a combinação de métodos aqui abre uma nova porta no estudo fisiológico da ligação de características visuais usando fMRI que estudos futuros podem prontamente empregar.Ao demonstrar a codificação conjunção de recursos, estamos um passo mais perto de identificar o mecanismo neural de ligação de recursos, mas muitas questões permanecem. Embora o mecanismo de ligação de recursos poderia operar tão cedo quanto V1, há evidências convincentes de que este não é o caso. Estudos anteriores de unidade única e anatomia sustentam a noção prevalecente de que as vias de cor e movimento são segregadas em V1 . Os estudos clínicos também suportam o processamento distribuído e modular da cor e do movimento, tendo revelado uma dupla dissociação entre a percepção destas duas características (lesões extrastriadas distintas podem causar a perda da percepção da cor sem perda da percepção do movimento, e vice-versa ). E a maioria dos modelos psicológicos e fisiológicos existentes de ligação dependem de mecanismos de nível superior (, mas comparar ).
Seymour et al. reconhecer, com razão, que os seus resultados não demonstram inequivocamente que a ligação das características ocorre em V1. Na verdade, está bem estabelecido que a resposta fMRI em V1 pode refletir feedback (por exemplo, atenção espacial ). Uma representação de conjunções de recursos em V1, então, não é inconsistente com a possibilidade de que a ligação de recursos requer atenção : as respostas V1 poderiam refletir feedback de uma rede de atenção fronto-parietal. Portanto, permanece incerto se a codificação das conjunções de recurso em V1 reflete o feedback da informação já ligada, reflete o feedback da informação não ligada que V1 então se liga ativamente, ou é completamente independente da ligação perceptual per se.
para abordar completamente as incertezas acima, precisamos estender a técnica inteligente de Seymour et al. para testar as condições em que as características são perceptualmente enganosas e examinar se a codificação conjunta de características gates, ou está correlacionada com, ligação perceptual em si. Vários exemplos de erros de percepção têm sido demonstrados para uma gama de diferentes características, incluindo cor, posição, movimento, forma e textura. Por exemplo, as mudanças síncronas na cor e movimento de um padrão são percebidas como assíncronas (figura 1C); a cor de um brevemente objeto visto em uma multidão pode ser mal entendida como pertencente a um objeto diferente (ilusório conjunções, Figura 1D) ; estática flash amarelo sobreposto ao movimento verde do objeto aparece para trás o objecto verde e aparece em vermelho (Figura 1E); e um objeto pode até parecer drift em uma direção, enquanto que aparecem deslocadas na posição em sentido contrário . Estes e muitos outros exemplos de distorção perceptual (por exemplo ) ocorrem quando os limites temporais e/ou espaciais do processamento visual (ou atenção) são aproximados ou excedidos.Aproveitar este tipo de ilusões é necessário por pelo menos três razões. Em primeiro lugar, o mecanismo de ligação de elementos não pode ser recrutado para estímulos visuais inequívocos. Experiências futuras, com base no trabalho de Seymour et al. , terá de demonstrar que o mecanismo de ligação é efectivamente recrutado; sem testar uma “distorção” perceptual, é difícil saber se o mecanismo normalmente responsável pela ligação perceptual é activo. Em segundo lugar, a codificação conjunta das características pode reflectir a co-ocorrência física ou perceptual dessas características. As características fisicamente ligadas nem sempre levam a perceptualmente ligadas, por isso, sem estudar ilusões visuais, como as acima, não podemos ter a certeza se ou quando a codificação conjunta das características está necessariamente ligada à percepção. Em terceiro lugar, a representação de características conjuntas no córtex visual precoce pode ser o resultado do feedback. Empregando ilusões visuais de misbinding vai desambiguar se V1 reflete a saída de um processo de ligação através de feedback (nesse caso, seria seletivamente codificar conjunções que são percebidas como ligadas).
a combinação de design elegante de experimentos e sofisticada análise fMRI de Seymour et al. prepara o terreno para estas experiências futuras e, ao fazê-lo, aproxima-nos mais do que nunca da abordagem directa do problema vinculativo.