Bilgi

15.9D: Görsel Bilgilerin İşlenmesi - Biyoloji

15.9D: Görsel Bilgilerin İşlenmesi - Biyoloji


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Tek bir ganglion hücresine bir elektrot yerleştirerek, (Stephen W. Kuffler tarafından) gösterildi.

  • Karanlıkta bile, ganglion hücrelerinin yavaş ve sabit bir ateşleme hızı vardır.
  • Retinaya yönlendirilen dağınık ışığın bu oran üzerinde çok az etkisi vardır.
  • Ama küçücük yer Retinanın küçük dairesel bir alanına düşen ışığın yoğunluğu, bazı ganglion hücrelerinin (solda) ateşlenme hızını büyük ölçüde artırırken,
  • böyle bir "çevresine yönlendirilmiş bir nokta"üzerinde" alanı o ganglion hücresini (merkezi) bastırır.
  • Her iki alanda da parlayan ışık hiçbir etki yaratmaz (sağda).
  • Diğer ganglion hücrelerinin merkezi bir "kapalı"bir alanla çevrili"üzerinde" alan.

Kuffler'ın iki arkadaşı, David H. Hubel ve Torsten N. Wiesel, bu bölgelere elektrotlar yerleştirdi, ancak ışığı göze yönlendirmek yerine, görüntüleri hayvanın (anestezi uygulanmış bir kedi veya maymun) önündeki bir ekrana yansıttılar. Bu prosedürü kullanarak, şunu buldular:

  • hücreleri yan genikulat çekirdek (LGN) ganglion hücrelerinin yaptığı gibi tepki verir; Öyle dairesel ışık lekeleri.
  • Ama hücrelerdeki görsel korteks LGN'den girdi almak artık ışık çemberlerine yanıt vermiyor, yalnızca Barlar açık (veya koyu) veya koyu ve açık alanlar arasındaki düz çizgi kenarları.
  • Bu "basit kortikal hücrelerden" biri, yalnızca uyaran ekranın belirli bir alanına ve belirli bir açıya yönlendirildiğinde yanıt verecektir. Bununla birlikte, bu kortikal hücrelerden biri için etkisiz bir pozisyon, diğeri için etkili bir pozisyondur.

Diyagram, bu mekanizmayı göstermektedir. dairesel yanıt ganglion bölgeleri ve LGN hücrelere dönüştürülebilir. dikdörtgen yanıt hücrelerinde bulunan alanlar görsel korteks. Diğer hücreler ("karmaşık kortikal hücreler") hala kenarlarının bir yönde yönlendirilmesini ister, ancak kenarlar artık ekran boyunca hareket ettirilebilir. Şekilde gösterildiği gibi, bu, tümü aynı eğimin bir kenarına yanıt veren, ancak her biri görsel alanın farklı bir bölümünden sorumlu olan bir dizi basit kortikal hücrenin tek bir "karmaşık kortikal hücre" üzerinde birleşmesi durumunda açıklanabilir. Böylece, bu karmaşık kortikal hücreler, retina üzerindeki mutlak konumu değişse bile, uyarana yanıt vermeye devam eder.

Bu çalışmalar, beynin işleyişine dair sadece küçük bir bakış açısı sağlarken, neler bulunacağına dair bazı ipuçları da sağlıyor:

  • İşlemenin her adımında, bir dizi ara nöronun girdileri tek bir çıktıya akıtılır.
  • Böylece, her adımda, bilgilerin bir kısmı seçici olarak yok edilir.
  • Örneğin basit bir kortikal hücre, yalnızca üzerinde birleşen birkaç LGN hücresi aynı anda aktif olduğunda ateşlenir. Aksi takdirde, uyarım sinapslarda ölür.
  • Bu şekilde, beynin her seviyesi bir filtreleme cihazı gibi davranır ve bunu yaparken, çok karmaşık bir uyaranın ne olabileceğine dair belirli özelliklerin ayırt edilebildiği bir mekanizma sağlar.
  • Dolayısıyla memeli beyni, belirli devrelerdeki belirli dürtülere yanıt vermek yerine, birçok yakınsayan devreden geçen birçok dürtünün uzamsal ve zamansal organizasyonuna yanıt veriyor gibi görünüyor.

Bu çalışmaların önemi 1981'de Hubel ve Wiesel'e Nobel Ödülü verilmesiyle anlaşıldı (1980'de ölen Kuffler için çok geç).


Braille alfabesiyle okuyan körlerin beyinleri, gören okuyucular okuduğunda aydınlanan aynı alanda faaliyet gösteriyor

17 Şubat'ta çevrimiçi olarak yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, beynin görsel okumadan sorumlu kısmı hiç görme gerektirmiyor. Güncel Biyoloji, bir Cell Press yayını. Kör insanların Braille alfabesiyle kelimeleri okurken beyin görüntüleme çalışmaları, beynin gören okuyucular okuduğunda aydınlanan tam olarak aynı bölümünde aktivite gösterir. Araştırmacılar, bulguların, beynin bir duyu veya başka bir yolla gelen bilgileri işlemek için uzmanlaşmış bölgelere ayrıldığına dair ders kitabı fikrine meydan okuyor.

Kudüs İbrani Üniversitesi'nden Amir Amedi, "Beyin bir duyusal makine değil, çoğu zaman bir görev makinesi gibi görünse de" dedi. "Bir beyin alanı benzersiz bir işlevi yerine getirebilir, bu durumda, duyusal girdinin hangi biçimde olduğuna bakılmaksızın okuma."

Beynin gerçekleştirdiği diğer görevlerden farklı olarak okuma, yaklaşık 5400 yıllık yeni bir icattır. Braille alfabesi 200 yıldan daha az bir süredir kullanılmaktadır. Amedi, "Evrimin okumaya adanmış bir beyin modülünü şekillendirmesi için yeterli zaman değil," dedi.

Yine de, çalışma ortak yazarı Laurent Cohen, daha önce gören okuyuculara, görsel kelime form alanı veya kısaca VWFA olarak bilinen beynin çok özel bir bölümünün bu amaç için birlikte seçildiğini göstermişti. Ama hiç kimse, hiç görsel deneyimi olmamasına rağmen okumayı öğrenen körlerin beyinlerinde neler olabileceğini bilmiyordu.

Yeni çalışmada, Amedi'nin ekibi, doğuştan kör olan sekiz kişide Braille alfabesi ile kelimeler veya saçma sapan Braille alfabesi okurken sinirsel aktiviteyi ölçmek için fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme kullandı. Amedi, eğer beyin duyusal bilgilerin işlenmesi etrafında organize edilmiş olsaydı, Braille okumanın dokunsal bilgileri işlemeye ayrılmış bölgelere bağlı olması beklenebilirdi, diye açıkladı. Bunun yerine beyin görev odaklıysa, VWFA'da tüm beyindeki aktivitenin zirvesini, tam da gören okuyucularda gerçekleştiği yerde bulmayı umarsınız ve araştırmacıların bulduğu da tam olarak budur.

Kör ve gören okuyucularda beyin aktivitesinin daha fazla karşılaştırılması, VWFA'daki modellerin iki grup arasında ayırt edilemez olduğunu gösterdi.

Araştırmacılar, "Görebilenlerde tanımlandığı şekliyle VWFA'nın ana işlevsel özellikleri körlerde de mevcuttur, bu nedenle okumanın duyusal modalitesinden bağımsızdır ve daha da şaşırtıcı bir şekilde herhangi bir görsel deneyim gerektirmez" diye yazdı. "Bizim kanaatimize göre, bu, beyin bölgelerinin gerçekleştirdikleri görevlerle tanımlandığını öne süren metamodal teori [beyin fonksiyonu] için şimdiye kadarki en güçlü desteği sağlıyor". "Bu nedenle, VWFA'ya dokunsal sözcük biçimi alanı veya daha genel olarak (metamodal) sözcük biçimi alanı olarak da değinilmelidir."

Araştırmacılar, VWFA'nın basit özellikleri daha ayrıntılı şekil açıklamalarına bağlayan ve onu nispeten yeni okuma görevi için ideal hale getiren çok-duyulu bir entegrasyon alanı olduğunu öne sürüyorlar.

"Spesifik anatomik konumu ve dil alanlarına güçlü bağlantısı, üst düzey algısal kelime temsili ve dille ilgili okuma bileşenleri arasında köprü kurmasını sağlıyor" diye yazdılar. "Dolayısıyla, okuma, önceden görsel deneyim olmadan dokunma yoluyla elde edilse bile, okuma edinimi sırasında devralınacak en uygun bölgedir."

Amedi, araştırmacıların, insanların Braille'i ilk kez okumayı öğrendikçe beyin aktivitesini incelemeyi ve bu devralmanın ne kadar hızlı gerçekleştiğini bulmayı planladıklarını söyledi. "Beyin, bilgiyi kelimelerle işlemek için nasıl değişir?" O sordu. "Anlık mı?"

Hikaye Kaynağı:

tarafından sağlanan malzemeler Hücre Basın. Not: İçerik, stil ve uzunluk için düzenlenebilir.


Gözlerde var: Erkekler ve kadınlar her şeyi farklı görüyorlar, beynin görme merkezlerinin incelenmesi bulguları

BioMed Central'ın açık erişim dergisinde yayınlanan yeni araştırma, erkek ve kadın beyninin görsel merkezlerinin çalışma şeklinin farklı olduğunu ortaya koyuyor. Cinsiyet Farklılıklarının Biyolojisi. Erkekler ince ayrıntılara ve hızlı hareket eden uyaranlara karşı daha duyarlıdır, ancak kadınlar renkleri ayırt etmede daha iyidir.

Beyinde, özellikle görüntülerin işlenmesinden sorumlu olan görsel kortekste, serebral korteks boyunca yüksek konsantrasyonlarda erkek cinsiyet hormonu (androjen) reseptörleri bulunur. Androjenler ayrıca embriyogenez sırasında görsel korteksteki nöronların gelişimini kontrol etmekten de sorumludur, yani erkeklerin bu nöronlardan kadınlardan %25 daha fazlasına sahip olduğu anlamına gelir.

New York City Üniversitesi'nden Brooklyn ve Hunter Colleges'den araştırmacılar, öğrenciler ve personel de dahil olmak üzere hem kolej hem de liseden 16 yaşın üzerindeki kadın ve erkeklerin vizyonlarını karşılaştırdı. Tüm gönüllülerin normal renk görüşüne ve 20/20 görüşe (veya gözlük veya kontakt lenslerle düzeltildiğinde 20/20) sahip olmaları gerekiyordu.

Gönüllülerden görsel spektrum boyunca kendilerine gösterilen renkleri tanımlamaları istendiğinde, erkeklerin renk görüşünün değiştiği ve kadınlarla aynı tonu deneyimlemek için biraz daha uzun bir dalga boyuna ihtiyaçları olduğu açık hale geldi. Erkekler ayrıca, renkleri daha az ayırt edebildikleri spektrumun merkezinde daha geniş bir aralığa sahipti.

Açık ve koyu çubukların bir görüntüsü, görmenin kontrast-duyarlılık fonksiyonlarını (BOS) ölçmek için kullanıldı, çubuklar yatay veya dikeydi ve gönüllüler hangisini gördüklerini seçmek zorunda kaldılar. Her görüntüde, açık ve koyu çubuklar yer değiştirdiğinde, görüntü titriyor gibi görünüyordu.

Ekip, çubukların ne kadar hızlı değiştiğini veya birbirine ne kadar yakın olduklarını değiştirerek, orta düzeyde görüntü değişimi oranlarında, gözlemcilerin birbirine yakın çubuklar için hassasiyeti kaybettiğini ve çubuklar birbirinden uzaklaştığında hassasiyet kazandığını buldu. Bununla birlikte, görüntü değişikliği daha hızlı olduğunda, her iki cinsiyet de görüntüleri tüm çubuk genişliklerinde daha az çözebildi. Genel olarak erkekler, kadınlara göre daha hızlı değişen ve birbirine daha yakın olan görüntüleri daha iyi çözebildiler.

Bu çalışmayı yöneten Prof Israel Abramov, "İşitme ve koku alma sistemi gibi diğer duyularda olduğu gibi, erkekler ve kadınlar arasında görmede belirgin cinsiyet farklılıkları var. Ölçtüğümüz görme unsurları, belirli dizilerden gelen girdilerle belirlenir. Talamik nöronlar birincil görsel kortekse girer.Bu nöronlar embriyogenez sırasında korteks tarafından yönlendirildiğinden, testosteronun önemli bir rol oynadığını ve bir şekilde erkekler ve dişiler arasında farklı bağlantılara yol açtığını öne sürüyoruz.Bu farklılıklar arasındaki evrimsel itici güç daha az nettir. "


WISC-V ve Kişiselleştirilmiş Değerlendirme Yaklaşımı

James A. Holdnack, . Donald H. Saklofske , WISC-V Değerlendirme ve Yorumlamada , 2016

İşleme hızı

İşlem hızı, bilgiyi tanımlama, ayırt etme, bütünleştirme, bilgi hakkında karar verme ve görsel ve sözlü bilgilere yanıt verme yeteneğidir. Hızlandırılmış testler için yanıt süreçleri tipik olarak motorik (örneğin, yazılı yanıt, bir yanıtı kontrol etme vb.) veya sözlüdür (örneğin, bir nesnenin adını söyleme, sayıları veya harfleri yüksek sesle okuma). İşlem hızı ölçümleri, bir çocuğun yeni bilgilerin işlenmesini gerektiren temel, aşırı öğrenilmiş görevleri veya görevleri ne kadar verimli bir şekilde yerine getirebileceğinin bir tahminini sağlar. Bu testler genellikle üst düzey düşünmeyi değerlendirmez, ancak genellikle bir dereceye kadar basit karar vermeyi gerektirir. Bazı endişeli çocuklar, karar vermede güven veya kesinlik eksikliği nedeniyle bu tür görevleri yavaş gerçekleştirebilir. Genel olarak, bu testlerdeki performans, sınava giren kişinin belirli bir prosedürü ne kadar iyi (hız ve doğruluk) gerçekleştirebildiğini (örneğin, basit matematik hesaplaması, adlandırma, görsel tanımlama, vb.) yansıtır ve bu sürecin otomatikliğini, bu bilgilere erişilebilirliği gösterebilir. , bilgi işlemenin erken aşamalarının verimliliği (örneğin, görsel veya işitsel ayrım) ve karar verme hızı.

İşlem hızı eksiklikleri otizm (Mayes & Calhoun, 2007), okuma bozukluğu (Shanahan ve diğerleri, 2006) ve DEHB (Mayes & Calhoun, 2007 Shanahan ve diğerleri, 2006) ile ilişkilendirilmiştir, ancak kaygı, depresyon veya karşı gelme ile ilişkilendirilmemiştir. meydan okuyan bozukluk (Mayes & Calhoun, 2007). İşleme hızı, zihinsel engelliler dışında nörolojik ve nörogelişimsel bozuklukları olan çocuklar için Wechsler zeka ölçeklerinde genellikle en düşük veya en düşük endeks puanlarından biridir (Calhoun & Mayes, 2005 Wechsler, 2003, 2014). Hızlı adlandırma testleri, görsel-sözel ilişkilendirmenin yönünü ve anlamsal geri getirmenin otomatikliğini ölçer (Denckla & Cutting, 1999) ve bu görevlerdeki düşük performans, öğrenme bozuklukları ile ilişkilidir (Waber, Wolff, Forbes ve diğerleri, 2000). Hızlı otomatik adlandırma görevlerinde yavaş performans, genellikle okuma ile ilişkilendirilir (Wolf & Bowers, 1999), ancak matematik bozukluğu ile ilişkilendirilmez (Willburger, Fussenegger, Moll, Wood, & Lander, 2008). Okuma bozukluğu olmayan DEHB tanısı alan adaylar, kontrollere kıyasla renk adlandırma görevlerinde daha yavaş performans gösterebilir ve okuma bozukluğu olan çocuklara benzer (Tannock, Martinussen, & Frijters, 2000), ancak okuma bozukluğu olan çocuklar daha yavaştır ve harf üzerinde daha fazla hata yaparlar. ve DEHB çocuklarına göre sayı adlandırma (Semrud-Clikeman, Guy, Griffin, & Hynd, 2000). Görsel-algısal/motor görevlerle ölçülen işlem hızı birçok klinik duruma duyarlıyken, hızlı otomatik adlandırma görevleri daha spesifik olarak okuma ve öğrenme güçlükleriyle ilişkilidir.

Klinik koşullara genel duyarlılıkları nedeniyle, WISC-V işlem hızı alt testleri rutin olarak kullanılabilir. Bu testler, bir doktorun termometresi veya kan basıncı monitörü gibi çalışır. Olumlu bir işaret, bir bozukluk olabileceğini düşündürür, ancak sonuçlar, sorunun doğasını belirlemek için daha fazla test yapılmasını gerektirir. Hızlı otomatik adlandırma görevleri, genellikle, özellikle bir okuma bozukluğundan şüpheleniliyorsa, bir öğrenme sorunuyla ilgili bir soru olduğunda kullanılır. Bunlar, yönlendirilen popülasyonlardaki akademik sorunların ortak olması nedeniyle birçok değerlendirmede kullanılacaktır.

Hızlı otomatik adlandırma görevleri, NEPSY-II, PAL-II ve KTEA-III dahil olmak üzere bir dizi test pilinde bulunabilir.


Görsellerle Öğrenme

Çok sayıda araştırma, görsel ipuçlarının bilgiyi daha iyi almamıza ve hatırlamamıza yardımcı olduğunu gösteriyor. Görsel öğrenmeyle ilgili araştırma sonuçları, beynimizin bir kelime işlemci değil, esas olarak bir görüntü işlemcisi (duyusal korteksimizin çoğu görmeye ayrılmıştır) olduğunu düşündüğünüzde tam bir anlam ifade eder. Aslında, beynin kelimeleri işleyen kısmı, görsel imgeleri işleyen kısmına kıyasla oldukça küçüktür.

Sözcükler soyuttur ve beynin akılda tutması oldukça zordur, oysa görseller somuttur ve bu nedenle daha kolay hatırlanır. Örneklemek için, her hafta bir dizi yeni kelime öğrenmek zorunda kaldığınız geçmiş okul günlerinizi düşünün. Şimdi, sahip olduğunuz ilk öpücüğü veya lise balo randevunuzu düşünün. Büyük olasılıkla, kelimeleri hatırlamak için büyük çaba sarfetmişsinizdir. Buna karşılık, gerçekten ilk öpücüğünüzü ya da balo randevunuzu alırken, bahse girerim onları hafızaya almaya çalışmıyorsunuzdur. Yine de bu deneyimleri (şimdi, hatta yıllar sonra) hızlı ve zahmetsizce görselleştirebilirsiniz. Yaşam deneyimlerini kolayca hatırlama yeteneğiniz için beyninizin muhteşem görsel işlemcisine teşekkür edebilirsiniz. Beyniniz bu olayları sizin için otomatik olarak ve siz ne yaptığının farkına bile varmadan ezberlemiştir.

Görsel imgelemenin öğrenmedeki gücünü doğrulayan sayısız araştırma var. Örneğin, bir çalışmada öğrencilerden köpek, bisiklet ve sokak gibi her biri üç kelimeden oluşan birçok grubu hatırlamaları istendi. Kelimeleri tekrar tekrar tekrarlayarak hatırlamaya çalışan öğrenciler, hatırlama konusunda yetersiz kaldılar. Karşılaştırıldığında, sokakta bisiklete binen bir köpeği hayal etmek gibi üç kelimeyle görsel çağrışımlar kurmaya çalışan öğrenciler önemli ölçüde daha iyi hatırladılar.

Çeşitli görseller etkili öğrenme araçları olabilir: fotoğraflar, illüstrasyonlar, simgeler, semboller, eskizler, şekiller ve kavram haritaları, bunlardan sadece birkaçı. Örneğin logolardaki görsel grafiklerin ne kadar akılda kalıcı olduğunu düşünün. Daha markanın adını okumadan görsel grafiğe bakarak markayı tanırsınız. Bu tür bir görsel o kadar etkili olabilir ki, bu yılın başlarında Starbucks logolarını basılı adlarını bırakarak ve yalnızca popüler olarak adlandırılan deniz kızının grafik görüntüsünü (teknik olarak bir siren) tutarak basitleştirdi. Sanırım Starbucks Corporation'ın beynimizin grafik imajlarını otomatik ve zahmetsizce hafızaya nasıl adadığının şiddetle farkında olması gerektiğini güvenle varsayabiliriz.

Görsel öğrenme o kadar güçlü ki, onu öğretim ve yazılarımda benimsiyorum. Birlikte yazdığım psikoloji ders kitaplarındaki her sayfa, görsel öğrenmeyi en üst düzeye çıkarmak için ayrı ayrı biçimlendirilmiştir. Sınıfta kullandığım her ders slaydı, görsel öğrenmeden en iyi şekilde yararlanacak şekilde sunuluyor. Doğru görsellerin, soyut ve zor kavramları daha somut ve hoş karşılamanın yanı sıra öğrenmeyi daha etkili ve uzun ömürlü hale getirmeye yardımcı olabileceğine inanıyorum. Bu yüzden yazılarımda ve derslerimde kullandığım her görseli, içerikle açık ve anlamlı bir şekilde eşleştirildiğinden emin olmak için dikkatle inceliyorum.

Araştırma sonuçlarına dayanarak, görsellerin etkili kullanımı öğrenme süresini azaltabilir, anlamayı iyileştirebilir, geri getirmeyi iyileştirebilir ve akılda tutmayı artırabilir. Ek olarak, öğrencilerimden ve okuyucularımdan duyduğum birçok referans, görseller aracılığıyla öğrenmenin faydalarına destek olarak aklımda ağır bir şekilde ağır basıyor. Sık sık duyuyorum ve hala yeterince duyamıyorum. . . bir kitabın sayfalarında veya bir ders sunumunun slaytlarında sunulan görsel bir ipucunu alarak, bir öğrenci görselle ilişkili içeriği doğru bir şekilde alabilir.

McDaniel, M.A., & Einstein, G.O. (1986). Etkili bir hafıza yardımcısı olarak tuhaf görüntüler: Ayırt ediciliğin önemi. Deneysel Psikoloji Dergisi: Öğrenme, Bellek ve Biliş, 12(1), 54-65.

Meier, D. (2000). Hızlandırılmış öğrenme el kitabı. NY: McGraw-Hill.

Patton, W.W. (1991). Öğrencilerin gözlerini açmak: Sokratik sınıfta görsel öğrenme teorisi. Hukuk ve Psikoloji İncelemesi, 15, 1-18.

Schacter, D.L. (1966). Hafıza aranıyor. NY: Temel Kitaplar.

Verdi, M.P., Johnson, J.T., Stock, W.A., Kulhavy, R.W., Whitman-Ahern, P. (1997). Organize uzamsal gösterimler ve metinler: Sunum düzeninin ve gösterim tipinin öğrenme çıktıları üzerindeki etkileri. Deneysel Eğitim Dergisi, 65, 303-317.


Retina İşleme

Görsel sinyaller konileri ve çubukları terk eder, bipolar hücrelere ve ardından ganglion hücrelerine gider. Görsel bilgi beyne gönderilmeden önce, büyük ölçüde görsel bilginin işlenmesi retinanın kendisinde gerçekleşir.

Retinadaki fotoreseptörler sürekli olarak tonik aktivite. Yani ışıkla uyarılmasalar bile her zaman biraz aktiftirler. Tonik aktivite sergileyen nöronlarda, uyaranların yokluğu, başlangıçta bir ateşleme hızını korurken, bazı uyaranlar ateşleme hızını taban çizgisinden artırır ve diğer uyaranlar ateşleme hızını azaltır. Işık yokluğunda, çubukları ve konileri ganglion hücrelerine bağlayan bipolar nöronlar, çubuklar ve koniler tarafından sürekli ve aktif olarak inhibe edilir. Retinanın ışığa maruz kalması, çubukları ve konileri hiperpolarize eder ve bipolar hücrelerin inhibisyonunu ortadan kaldırır. Şimdi aktif olan bipolar hücreler, aksonları boyunca aksiyon potansiyelleri gönderen (gözü optik sinir olarak terk eden) ganglion hücrelerini uyarır. Bu nedenle, görsel sistem, beyin için görsel sinyalleri kodlamak için aktivitenin yokluğundan veya varlığından ziyade retina aktivitesindeki değişime dayanır. Bazen yatay hücreler, bir çubuk veya koniden diğer fotoreseptörlere ve birkaç bipolar hücreye sinyal taşır. Bir çubuk veya koni yatay bir hücreyi uyardığında, yatay hücre daha uzak fotoreseptörleri ve bipolar hücreleri inhibe ederek lateral inhibisyon yaratır. Bu engelleme, ışığı alan bölgelerin daha açık, karanlık ortamların daha koyu görünmesini sağlayarak görüntülerdeki kenarları keskinleştirir ve kontrastı artırır. Amakrin hücreler, bir bipolar hücreden birçok ganglion hücresine bilgi dağıtabilir.

Bunu, görme alanınızda gözlemlediğiniz renkler hakkında retinanızı ve beyninizi "kandırmak" için kolay bir gösteri kullanarak gösterebilirsiniz. Yaklaşık 45 saniye sabit bir şekilde Şekil 17.22'ye bakın. Ardından bakışlarınızı hızla boş bir beyaz kağıda veya beyaz bir duvara kaydırın. Norveç bayrağının doğru renklerinde bir ardıl görüntüsünü görmelisiniz. Bu noktada, bir an için gözlerinizi kapatın, ardından tekrar açın, beyaz kağıda veya duvara tekrar bakın, bayrağın ardıl görüntüsü kırmızı, beyaz ve mavi olarak görünmeye devam etmelidir. Buna ne sebep olur? Rakip süreç teorisi adı verilen bir açıklamaya göre, yeşil, siyah ve sarı bayrağa sabit bir şekilde bakarken, yeşil, siyah ve sarıya olumlu yanıt veren retina ganglion hücreleriniz ateşlemelerini çarpıcı biçimde artırdı. Bakışınızı nötr beyaz zemine çevirdiğinizde, bu ganglion hücreleri aniden aktivitelerini azalttı ve beyin bu ani vites küçültmeyi, sanki ganglion hücreleri şimdi "rakip" renklerine tepki veriyormuş gibi yorumladı: sırasıyla kırmızı, beyaz ve mavi. görsel alan. Ganglion hücreleri temel aktivite durumlarına döndüğünde, yanlış renk algısı ortadan kalkacaktır.

Şekil 17.22. Retina işlemenin nasıl çalıştığını anlamak için bu bayrağı görüntüleyin. 45 saniye boyunca bayrağın ortasına (beyaz nokta ile gösterilir) bakın ve ardından renklerin nasıl göründüğüne dikkat ederek hızlıca beyaz bir arka plana bakın.


15.9D: Görsel Bilgilerin İşlenmesi - Biyoloji


Omurgalılarda görme, göz bebeğine giren ışıkla başlar. Kornea ve mercek, ışık sinyalini odaklar ve tersine çevirir ve retinanın bulunduğu gözün arkasına yansıtır. Retina, ışık sinyalini nöral bir sinyale dönüştüren birkaç farklı hücre katmanından ve süreçlerden oluşur.

Retina [başa dönüş]

Retina şunları içerir: fotoreseptör hücreler ve bunlarla ilişkili internöronlar ve duyu nöronları. Aşağıdaki şemalarda gösterildiği gibi düzenlenirler:

Retinanın şaşırtıcı bir özelliği de arka arkaya olmasıdır (ters). Fotoreseptör hücreler retinanın arkasındadır ve ışığın onlara ulaşmak için birkaç nöron katmanından geçmesi gerekir. Bu, gözün evrimsel geçmişinden kaynaklanmaktadır ve aslında nöronlar küçük ve şeffaf olduğu için çok da önemli değildir. İnsan gözünde iki tür fotoreseptör hücresi vardır: çubuklar ve koniler, ve bunlar arasındaki farka birazdan bakacağız. Bu çubuklar ve koniler, özel internöronlarla sinapslar oluşturur. bipolar nöronlaradı verilen duyu nöronlarıyla sinaps yapan ganglion hücreleri. Bu gangliyon hücrelerinin aksonları retinanın iç yüzeyini kaplar ve sonunda beyne giden optik siniri (yaklaşık bir milyon akson içeren) oluşturur.

Görsel Aktarım [başa dönüş]

görsel transdüksiyon ışığın bir sinir impulsunu başlattığı süreçtir. Bir çubuk hücrenin yapısı:

Işığın tespiti, dış segmentteki membran diskler üzerinde gerçekleştirilir. Bu diskler binlerce molekül içerir. rodopsin, fotoreseptör molekülü. Rodopsin, adı verilen zara bağlı bir proteinden oluşur. opsin ve adı verilen kovalent olarak bağlı bir protez grubu retina. Retina, A vitamininden yapılır ve bu vitamindeki bir diyet eksikliği gece körlüğüne (loş ışıkta zayıf görme) neden olur. Retina ışığa duyarlı kısımdır ve 2 şekilde bulunabilir: a cis formu ve bir trans biçim:

Karanlıkta retinada cis ancak bir ışık fotonu emdiğinde hızla trans biçim. Bu, şeklini ve dolayısıyla opsin proteininin şeklini de değiştirir. Bu süreç denir ağartma. Ters tepkime (trans ile cis retinal) bir enzim reaksiyonu gerektirir ve çok yavaştır, birkaç dakika sürer. Bu, güneş ışığından karanlık bir odaya yürürken neden başlangıçta kör olduğunuzu açıklar: ışıkta neredeyse tüm retinanız karanlıktaydı. trans oluşturur ve yeterince şekillenmesi biraz zaman alır cis iç mekandaki ışığa tepki vermek için retina.

Bir çubuk hücrede rodopsinin ağartılmasının nihai sonucu, optik sinirdeki bir duyu nöronu yoluyla beyne giden bir sinir uyarısıdır. Ancak sürecin detayları karmaşık ve beklenmedik. Çubuk hücre zarları, rodopsin tarafından kontrol edilen özel bir sodyum kanalı içerir. Rodopsin ile cis retina onu açar ve rodopsin ile trans retina onu kapatır. Bu, karanlıkta kanalın açık olduğu, sodyum iyonlarının içeri akmasına ve çubuk hücrenin depolarize olmasına neden olduğu anlamına gelir. Bu da, çubuk hücrelerinin karanlıkta nörotransmitter saldığı anlamına gelir. Ancak bipolar hücre ile sinaps bir engelleyici sinapsyani nörotransmitter durur Bipolar hücre sinir uyarısı yapar. Işıkta her şey tersine döner ve bipolar hücre depolarize olur ve ganglion hücresine ve beyne iletilen bir sinir uyarısı oluşturur. Neyse ki bunu hatırlamak zorunda değilsiniz, ancak anlayabilmelisiniz.

Çubuklar ve koniler [başa dönüş]

Neden iki tip fotoreseptör hücre vardır? Çubuklar ve koniler, bu tabloda gösterildiği gibi iki farklı işleve hizmet eder:

Çubuklar koniler
Dış segment çubuk şeklindedir Dış segment koni şeklindedir.
Göz başına 109 hücre, retina boyunca dağıtılır, bu nedenle çevresel görüş için kullanılır. Esas olarak foveada bulunan göz başına 106 hücre, bu nedenle yalnızca retinanın merkezindeki görüntüleri algılayabilir.
İyi hassasiyet tek bir ışık fotonu algılayabilir, bu nedenle gece görüşü için kullanılır. Zayıf hassasiyet - parlak ışığa ihtiyaç duyar, bu nedenle sadece gün içinde çalışın.
Yalnızca 1 tip, yani yalnızca tek renkli görüş. 3 tip (kırmızı yeşil ve mavi), yani renkli görmeden sorumludur.
Çoğu çubuk genellikle bir bipolar hücreye bağlanır, bu nedenle fakir keskinlik (yani çubuklar, ince ayrıntıları çözmede iyi değildir). Her koni genellikle bir bipolar hücreye bağlanır, bu nedenle iyi keskinlik (yani, okuma gibi ince ayrıntıları çözmek için koniler kullanılır).

Görme keskinliği, görülebilen ayrıntı miktarıdır. Koniler, yüksek görme keskinliğinden (yüksek çözünürlük) sorumludur. Konilerden çok daha fazla çubuk olmasına rağmen, çoğu zaman konileri kullanırız çünkü ince ayrımları vardır ve renkleri çözebilirler. Bunu yapmak için gözlerimizi sürekli hareket ettiririz, böylece görüntüler retinanın retina adı verilen küçük alanına odaklanır. fovea. Bir seferde bir kitabın yalnızca bir kelimesini okuyabilirsiniz, ancak gözleriniz o kadar hızlı hareket eder ki, çok daha fazlasını görebileceğinizi sanırsınız. mekansal olarak, çok daha fazla netlik algılanan çubuklardan ziyade konilerde. Bu Çünkü bir koni hücresi bir bipolar hücreyle sinaps yapar, bu da bilgi görsel kortekse iletilirken bir ganglion hücresiyle sinaps yapar. Koni hücreleri ne kadar yoğun bir şekilde paketlenirse, görme keskinliği o kadar iyi olur. İnsan gözünün foveasında mm2 başına 160.000 koni bulunurken, şahinlerde mm2 başına 1 milyon koni vardır, bu nedenle gerçekten çok daha iyi keskinliğe sahiptirler.

Yukarıdaki şemadan, bunu fark edeceksiniz. birçok çubuklar bir bipolar hücrede sinaps yapabilir. Bir çubuğa ulaşan bir ışık ışını, Olumsuz sinir yolu boyunca bir aksiyon potansiyelini uyarmak için yeterli olacaktır. Birçok çubuklar yeterli verici molekülün eşik seviyesine ulaşması için bir bipolar hücreye bağlanır. Bu depolarizasyon, bipolar hücrede bir aksiyon potansiyeli ile sonuçlanır. Bu, çubuk hücre ekip çalışmasının bir sonucu!

Renk Görüşü

Her biri farklı bir opsin formuna sahip üç farklı türde koni hücresi vardır (aynı retinaya sahiptirler). Rodopsin'in bu üç formu, spektrumun farklı bölümlerine duyarlıdır, bu nedenle kırmızı koniler (%10), yeşil koniler (%45) ve mavi koniler (%45) vardır. Renkli ışık bu üç hücreyi farklı şekilde uyaracaktır, böylece beyin üç çeşit koniden gelen sinir uyarılarını karşılaştırarak herhangi bir rengi algılayabilir. Örneğin:

Bu denir trikromatik renk görme teorisi. Beynin görsel bilgiyi işlemedeki rolü karmaşıktır ve iyi anlaşılmamıştır, ancak renkleri algılama yeteneğimiz aydınlatma koşullarına ve görüntünün diğer özelliklerine bağlıdır.

Kırmızı, yeşil ve mavi opsin proteinleri üç farklı gen tarafından yapılır. Yeşil ve kırmızı genler X kromozomu üzerindedir, bu da erkeklerin bu genlerin yalnızca bir kopyasına sahip olduğu anlamına gelir (yani, bu genler için haploiddirler). Erkeklerin yaklaşık %8'inde bu genlerden birinde veya diğerinde kırmızı-yeşil renk körlüğüne yol açan bir kusur vardır. Diğer renk körlüğü biçimleri de mümkündür, ancak çok daha nadirdir.

Konaklama [başa dönüş]

Konaklama Retina üzerinde hem yakın hem de uzak nesnelerin net görüntülerinin oluşturulabilmesi için gözün odağını değiştirme yeteneğini ifade eder. Kameralar bunu lens ve film arasındaki mesafeyi değiştirerek yapar, ancak gözler bunu lensin şeklini ve dolayısıyla odak uzunluğunu değiştirerek yapar. Odaklanmanın çoğunun aslında kornea tarafından yapıldığını ve merceğin işinin esas olarak odağı ayarlamak olduğunu unutmayın. Lensin şekli, asıcı bağlar ve siliyer kaslar tarafından kontrol edilir.

Asıcı bağlar tamamen pasiftir, ancak siliyer kaslar otonom sinir sisteminden gelen motor nöronlarla innerve edilir ve akomodasyon beyin tarafından otomatik olarak kontrol edilir.

İris [başa dönüş]

Retina ışığa son derece duyarlıdır ve çok fazla ışıktan zarar görebilir. İris, göze giren ışığın miktarını sürekli olarak düzenler, böylece konileri uyarmak için yeterli ışık olur, ancak onlara zarar vermek için yeterli değildir. İris iki grup kastan oluşur: dairesel ve radyal, zıt etkileri olan (yani, düşmanca). Bu kasları kasıp gevşeterek öğrenci daraltılabilir ve genişletilebilir:

İris, otonom sinir sisteminin kontrolü altındadır ve iki sinir tarafından innerve edilir: biri sempatik sistemden diğeri parasempatik sistemden. Sempatik sinirden gelen impulslar pupilla genişlemesine, parasempatik sinirden gelen impulslar ise pupil daralmasına neden olur. İlaç atropin, parasempatik siniri inhibe ederek öğrencinin genişlemesine neden olur. Bu, göz operasyonlarında faydalıdır.


Bilinmesi gereken kelimeleri göster/gizle

Kornea: gözün şeffaf dış yüzeyidir, iris, göz bebeği ve gözün dış odasını kaplar. daha fazla

İris: Bir gözün anatomisinde iris, gözbebeğinin açıklığının boyutunu kontrol eder. Bu da göze girebilecek ışık miktarını kontrol eder. daha fazla

Oksipital korteks: beynin gördüklerimizi işlemekten sorumlu kısmı.

Optik sinir: Gözün arkasındaki, retinadan beyne görsel bilgiyi ileten sinir.

Öğrenci: ışığın göze girmesini sağlayan deliktir. İnsanlarda yuvarlaktır, ancak kedi ve keçi gibi diğer hayvanlarda göz bebeği daha çok bir yarık şeklindedir. daha fazla

Retina: Adını Latince ağ anlamına gelen retinadan alan retina, gözün arka kısmında yer alır ve ışığın algılandığı yerdir. daha fazla


Tanıtım

İnsan beyninde iki ana görsel yol tanımlanmıştır: biri birincil görsel korteksten V4 (ventral yol) yoluyla alt temporal kortekse giden ve diğeri orta temporal görsel alan (MT) aracılığıyla birincil görsel korteksten posterior parietal kortekse giden , dorsal yol) 1 . Ayırma başlangıçta sırasıyla nesne kimliği ve nesne konumu ile ilgili niteliklerin işlenmesi arasındaki bir ayrıma atfedildi 2 . Bu ayrıma nitelikler hipotezi olarak değineceğiz. Çok etkili iki-görsel sistem hipotezi 3 daha sonra ventral ve dorsal yolları farklı amaçlar için bağımsız bilgi işlemeye bağlayarak bu konuyu detaylandırdı: eylem ve algı için.

İki-görsel sistem hipotezine göre, tüm görsel nitelikler iki kez işlenir: nesneleri tanımak için karın yolunda (algı) ve kişinin elini onlara doğru yönlendirmek için dorsal yolda (eylem) 4 . Bu iddia, insanların bir bardağı tutma gibi bir eylemi gerçekleştirebilmeleri için öncelikle bardağın kendilerine göre kesin konumu hakkında bilgiye ihtiyaç duydukları fikrine dayanmaktadır. This information changes whenever they move. In contrast, in order to identify the cup as being their own cup, they need a detailed analysis of its characteristics such as its color, size, and shape. They will mainly rely on information that is independent of their position with respect to the cup, but might take information from the environment into account such as that the cup is lying next to the book they were reading. Such differences between guiding actions and recognizing objects calls for different analyses of the available information, which according to the two-visual-systems hypothesis occurs separately for perception and action tasks in the two-visual pathways. According to the original attributes hypothesis, each attribute is processed in only one of the pathways, irrespective of whether it is being used for perception or action.

Despite the fundamental difference between the attributes and the two-visual-systems hypothesis in terms of whether or not the same attribute is processed twice, distinguishing between the two hypotheses is difficult, precisely because recognizing objects often requires information about different attributes than does manipulating them. The initial evidence favouring the two-visual-systems hypothesis was based on two types of clinical cases: individuals with visual form agnosia such as DF, who could not report the dimensions or orientations of objects but could successfully interact with them 5,6 , and individuals with optic ataxia, who could judge objects’ shapes but could not successfully interact with them 6,7 . This evidence has been questioned on the grounds of psychophysical 8,9,10 , neuropsychological 11,12 , and neurophysiological 13,14 data. More importantly, clinical evidence does not show that information about the same attribute is processed separately for perception and for action, it only shows that sometimes certain attributes cannot be used for one or the other 15 .

The second line of evidence for visual information being processed differently for perception than for action is based on studies on the effects of visual illusions on actions. According to the two-visual-systems hypothesis, perceptual illusions originate in the ventral pathway, where all information that could help make perceptual judgments is taken into account. Thus, illusions should not affect actions. Many studies have compared the influence of size illusions on the maximal grip opening when reaching to grasp objects with their influence on perceptual judgments of the objects’ sizes 8,16,17 . Other actions that have been compared with perceptual judgments of size or distance include saccades 18,19,20 , manual tracking 21 , lifting 17,22 , pointing 23,24 , bimanual grasping 25,26 , and stepping 27,28 . Some authors interpret the results as support for the two-visual-systems hypothesis, whereas others do not 10,29,30,31 . One reason why the same findings can be interpreted in different ways is that illusions often only influence a specific attribute, and there is no consensus about the attributes that are used to guide some actions 15 .

Until now, studies have mainly examined illusions of attributes such as size that, according to what we call the attributes hypothesis, are processed in the ventral pathway. A prototypical example of an attribute that is processed in the dorsal pathway is motion 32 . One way to create motion illusions is by embedding motion within a target. Embedded motion has been shown to affect a static target’s apparent position 33,34,35,36 , and a moving target’s apparent motion direction 37,38 and speed 39,40 . We previously reported that in contrast to what the two-visual-systems hypothesis would predict, embedded motion led to errors in interception that were equivalent to the illusory changes in the perceived target motion 40 . This finding supports the idea that the dorsal pathway is essential for all aspects of motion processing, regardless of whether one only needs to perceive the object or needs to interact with it.

Finding that an individual with damage to the ventral pathway (such as DF) can judge a target’s velocity would provide evidence for the idea that the dorsal pathway is involved in all aspects of motion processing. Finding that such an individual’s perceptual judgments and actions are both susceptible to a motion illusion would confirm that the same pathway is responsible for both kinds of tasks. To explore this, such an individual with a ventral lesion (MS) and an age-matched control (BK) participated in a slightly modified version of an experiment that we recently conducted with ten young participants 40 . We show that MS’s goal-directed movements are affected by a visual illusion that changes the target’s apparent velocity. Furthermore, his judgments about how fast the target moves are as susceptible to the illusion as are those of control participants. This shows that the effect of the illusion on both tasks must originate in the dorsal pathway. Our results therefore provide evidence against separate processing of information for perception and action within two segregated pathways 3 . They speak in favor of the dorsal pathway being specialised for processing attributes that are likely to be used for the on-line control of movement 2 .


Graphs for scientific communication

Many areas of study within science have more specialized graphs used for specific kinds of data. Evolutionary biologists, for example, use evolutionary trees or cladograms to show how species are related to each other, what characteristics they share, and how they evolve over time. Geologists use a type of graph called a stereonet that represents the inside of a hemisphere in order to depict the orientation of rock layers in three-dimensional space. Many fields now use three-dimensional graphs to represent three variables, though they may not actually represent three-dimensional space.

Regardless of the exact type of graph, the creation of clear, understandable visualizations of data is of fundamental importance in all branches of science. In recognition of the critical contribution of visuals to science, the National Science Foundation and the American Association for the Advancement of Science sponsor an annual Science and Engineering Visualization Challenge, in which submissions are judged based on their visual impact, effective communication, and originality (NSF, 2007). Likewise, reading and interpreting graphs is a key skill at all levels, from the introductory student to the research scientist. Graphs are a key component of scientific research papers, where new data are routinely presented. Presenting the data from which conclusions are drawn allows other scientists the opportunity to analyze the data for themselves, a process whose purpose is to keep scientific experiments and analysis as objective as possible. Although tables are necessary to record the data, graphs allow readers to visualize complex datasets in a simple, concise manner.

Özet

Understanding graphs and other visual forms of data is an important skill for scientists. This module describes how to read and interpret graphs and introduces other types of visual data. With a look at various examples, it is clear how trends can be grasped easily when the data is shown in a visual form.



Yorumlar:

  1. Gad

    Bu hata.

  2. Zukinos

    Harika, bu eğlenceli mesaj

  3. Jamarick

    Şu anda tartışmaya katılamıyorum - çok meşgulüm. I'll be back - I will definitely express my opinion.

  4. Tugul

    Dedikleri gibi .. Almayın, Transkript!

  5. Gardashicage

    Elbette. Yukarıda yer alan tümlere katılıyorum. Konuyu tartışmaya çalışalım. Burada veya öğleden sonra.

  6. Ayyub

    Bu çok değerli bir görüş.



Bir mesaj yaz