Name: visualizing visual adaptation
Uploaded: 2017-04-24T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Visualizing Visual Adaptation at JoVE.com

Ondersteund door de National Institutes of Health (NIH) subsidie ​​EY-10834.

LET OP: Het protocol geïllustreerd maakt gebruik van een programma dat het mogelijk maakt om beelden te selecteren en vervolgens aan te passen met behulp van opties geselecteerd door verschillende drop-down menu&#39;s. 1. Selecteer de Image aan te passen <ol><li> Klik op de afbeelding en blader naar de bestandsnaam van de afbeelding om mee te werken. Let op de oorspronkelijke afbeelding in het bovenste linkervenster. </li></ol> 2. Geef de Stimulus en de Observer ...

De geïllustreerde protocol laat zien hoe de effecten van aanpassing aan een verandering in de omgeving of de waarnemer kan worden afgebeeld in de beelden. De wijze waarop deze afbeelding neemt is afhankelijk van de aannames voor het model - bijvoorbeeld hoe kleuren worden gecodeerd, en hoe de codering mechanismen reageren en aan te passen. Dus de belangrijkste stap is het bepalen van het model voor kleur visie - bijvoorbeeld wat de eigenschappen van de hypothese kanalen zijn, en hoe ze worden verondersteld te passen. D...

Wat zou de wereld eruit zien aan anderen of voor onszelf als we veranderen? Antwoorden op deze vragen zijn van fundamenteel belang voor het begrijpen van de aard en de mechanismen van de perceptie en de gevolgen van zowel normale en klinische variaties in zintuiglijke codering. Een grote verscheidenheid aan technieken en benaderingen zijn ontwikkeld om te simuleren hoe afbeeldingen kunnen worden weergegeven aan personen met een verschillende visuele gevoeligheden. Bijvoorbeeld omvatten deze simulaties van de kleuren die kunnen worden onderscheiden door verschillende soorten kleurenzwakte 1, 2, 3, 4, de ruimtelijke en chromatische verschillen die kunnen worden opgelost door kinderen of oudere waarnemers 5, 6, 7, 8, 9 , hoe afbeeldingen worden weergegeven in het perifere gezichtsveld <s<html> up class = &quot;xref&quot;&gt; 10, en de gevolgen van optische fouten of ziekte 11, 12, 13, 14. Ze zijn ook toegepast op de discriminatie die andere soorten 15, 16, 17 mogelijk zijn zichtbaar. Kenmerkend dergelijke simulaties metingen van de gevoeligheid verliezen in verschillende populaties om een ​​beeld te filteren en daardoor verminderen of verwijderen structuur ze moeite waard. Zo voorkomende vormen van kleurenblindheid weerspiegelen verlies van één van de twee fotoreceptoren gevoelig middellange of lange golflengten, en afbeeldingen gefiltreerd om de signalen te verwijderen verschijnt gewoonlijk zonder &quot;rood-groen&quot; tinten 1. Ook baby&#39;s hebben slechtere scherpte, en dus de beelden verwerkt voor hun beperkte ruimtelijke gevoeligheid is onscherp<html> . f &quot;&gt; 5 Deze technieken van onschatbare waarde illustraties van wat een persoon kan zien dat een ander mag evenwel niet, dat doen ze niet. - en vaak zijn niet bedoeld om - beeld van de werkelijke perceptuele ervaring van de waarnemer, en in sommige gevallen kan een verkeerde voorstelling van de hoeveelheid en de aard van de informatie waarover de waarnemer. Dit artikel beschrijft een nieuwe techniek ontwikkeld om verschillen in visuele ervaring die een fundamenteel kenmerk van visuele codering omvat simuleren - aanpassing 18, 19. Alle sensorische en motorische systemen continu aan te passen aan de context waarin ze worden blootgesteld aan. Een penetrante geur in een kamer snel vervaagt, terwijl visie biedt aan hoe helder of dimmen de kamer is. Belangrijk is dat deze aanpassingen voorkomen voor bijna elke stimulus attribuut, met inbegrip van &quot;high-level&quot; percepties zoals de kenmerken van iemands gezicht 20,class = &quot;xref&quot;&gt; 21 of hun stem 22, 23 en het ijken van de motor commando gemaakt bij bewegen van de ogen of het bereiken van een object 24, 25. In feite, aanpassing is waarschijnlijk een essentiële eigenschap van bijna alle neurale verwerking. Dit artikel laat zien hoe u deze aanpassing effecten op te nemen in simulaties van de weergave van afbeeldingen, met in principe &quot;het aanpassen van de afbeelding&quot; om te voorspellen hoe het onder een bepaalde toestand van de aanpassing 26, 27, 28, 29 aan een specifieke waarnemer zou verschijnen. Vele factoren kunnen de gevoeligheid van een waarnemer te veranderen, maar aanpassing kan vaak compenseren voor belangrijke aspecten van deze veranderingen, zodat de gevoeligheid verliezen zijn minder opvallend dan voorspeld zou worden, zonder de veronderstelling dat het systeem zich aanpast. Omgekeerd makenaanpassing past de gevoeligheid volgens de huidige stimulus context, deze aanpassingen zijn ook belangrijk op te nemen voor het voorspellen hoeveel perceptie kan variëren wanneer de omgeving varieert. Het volgende protocol illustreert de techniek door het aanpassen van de kleur inhoud van de beelden. Kleurwaarneming heeft het voordeel dat de initiële stadia neurale kleurcodering relatief goed worden begrepen, evenals de patronen van aanpassing 30. De werkelijke mechanismen en aanpassingen zijn complex en gevarieerd, maar de belangrijkste gevolgen van adaptatie kan worden opgenomen met een eenvoudige en gebruikelijke tweetraps model (figuur 1a). In de eerste fase worden kleursignalen aanvankelijk gecodeerd door drie soorten kegel fotoreceptoren die maximaal gevoelig zijn voor korte, middellange of lange golflengten (S, M, L en kegels) zijn. In de tweede fase worden de signalen van verschillende kegels gecombineerd tot na receptoral cellen vormen &quot;color-fout&quot; channels die antagonistische input ontvangt van de verschillende kegels (en dus brengen &quot;kleur&quot; gegevens) en &quot;niet-opponent&quot; kanalen die de kegel ingangen samen vatten (dus codering &quot;helderheid&quot; informatie). Bijgestuurd in beide stadia, en past twee verschillende aspecten van de kleur - het gemiddelde (in de conussen) en de variantie (in post-receptoral kanalen) 30, 31. Het doel van de simulaties is om deze aanpassingen toepassen op het model mechanismen en vervolgens maken de afbeelding van hun aangepaste uitgangen. De aanpassing van beelden omvat zes primaire componenten. Deze zijn 1) het kiezen van de beelden; 2) het kiezen van het formaat van de afbeelding spectra; 3) die de kleurverandering van het milieu; 4) die de verandering van de gevoeligheid van de waarnemer; 5) met behulp van het programma om de aangepaste beelden te creëren; en 6) met behulp van de beelden naar de gevolgen van de aanpassing te evalueren. THij volgt beschouwt elk van deze stappen in detail. Het basismodel en mechanismen reacties zijn geïllustreerd in figuur 1, terwijl Figuren 2-5 tonen voorbeelden van afbeeldingen gemaakt met het model.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Computer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Images to adapt</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Programming language (e.g. Visual Basic or Matlab)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Program for processing the images</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Observer spectral sensitivities (for applications involving observer-specific adaptation)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Device emmission spectra (for device-dependent applications)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

visualizing visual adaptation

Vele technieken zijn ontwikkeld om te visualiseren hoe een afbeelding lijkt een individu met een verschillende visuele gevoeligheid: bijvoorbeeld, als gevolg van optische of leeftijdsverschillen, of een kleur deficiëntie of ziekte. Dit protocol beschrijft een techniek voor het opnemen van zintuiglijke aanpassing in de simulaties. Het protocol wordt geïllustreerd met het voorbeeld van kleurenzien, maar is algemeen toepasbaar op elke vorm van visuele aanpassing. Het protocol maakt gebruik van een eenvoudig model van menselijke kleurwaarneming op normale en plausibele aannames over het netvlies en corticale mechanismen coderen kleuren en hoe deze passen hun gevoeligheid voor zowel de gemiddelde kleur en kleurbereik in de huidige stimulus. De winsten van de mechanismen zijn aangepast zodat hun gemiddelde respons onder één context wordt gelijkgesteld voor een andere context. De simulaties helpen onthullen de theoretische grenzen van adaptatie en het genereren van &quot;aangepaste beelden&quot; die optimaal zijn afgestemd op een specifieke environment of waarnemer. Ze bieden ook een gemeenschappelijke meetmethoden voor het verkennen van de effecten van aanpassing in verschillende waarnemers of verschillende omgevingen. Het karakteriseren van de visuele perceptie en prestaties met deze beelden biedt een nieuw instrument voor het bestuderen van de functies en de gevolgen van aanpassing op lange termijn in zicht of andere sensorische systemen.

<html> Figuren 2-4 illustreren de aanpassing simulaties voor veranderingen in de waarnemer of de omgeving. Figuur 2 vergelijkt de voorspelde verschijning van Still Life Cezanne&#39;s met Apples voor een jongere en oudere waarnemer die alleen verschillen in de dichtheid van de lens pigment 28. Het originele beeld gezien door het oog jongere (figuur 2a) wordt veel geler en dimmer via dichter gepigme...

Watch this Scientific Journal Video about Visualizing Visual Adaptation at JoVE.com

Visualizing Visual Adaptation

Dit artikel beschrijft een nieuwe methode voor het simuleren en het bestuderen van de aanpassing in het visuele systeem.

Visualiseren Visual Adaptation

Many techniques have been developed to visualize how an image would appear to an individual with a different visual sensitivity: e.g., because of optical ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Behavior

Human Biology

Sensory Systems

SCIENTISTS IN ACTION

Topographical Estimation of Visual Population Receptive Fields by fMRI

Topografische Schatting van Visual Bevolking receptieve velden van fMRI

Visual cortex is retinotopically organized so that neighboring populations of cells map to neighboring parts of the visual field. Functional magnetic ...

Methods to Test Visual Attention Online

Methoden om visuele aandacht online test

Online data collection methods have particular appeal to behavioral scientists because they offer the promise of much larger and much more representative ...

Visualizing Motion Patterns in Acupuncture Manipulation

Visualiseren Motion Patronen in Acupunctuur Manipulatie

Acupuncture manipulation varies widely among practitioners in clinical settings, and it is difficult to teach novice students how to perform acupuncture ...

Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation

Met behulp van een Split-riem loopband te evalueren veralgemening van menselijke Locomotor aanpassing

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. ...

A Method to Study Adaptation to Left-Right Reversed Audition

Een methode om te studeren van aanpassing aan de links-rechts omgekeerd auditie

An unusual sensory space is one of the effective tools to uncover the mechanism of adaptability of humans to a novel environment. Although most of the ...

Visual Classical Conditioning in Wood Ants

Visuele klassieke conditionering in hout mieren

Several species of insects have become model systems for studying learning and memory formation. Although many studies focus on freely moving animals, ...

Investigating the Deployment of Visual Attention Before Accurate and Averaging Saccades via Eye Tracking and Assessment of Visual Sensitivity

Onderzoek naar de inzet van de visuele aandacht voor nauwkeurige en gemiddeld Saccades via Eye Tracking en beoordeling van visuele gevoeligheid

This experimental protocol was designed to investigate whether visual attention is obligatorily deployed at the endpoint of saccades. To this end, we ...

Integrating Visual Psychophysical Assays within a Y-Maze to Isolate the Role that Visual Features Play in Navigational Decisions

Het integreren van visuele Psychophysical assays binnen een Y-doolhof om de rol te isoleren die visuele functies spelen in navigatie beslissingen

Collective animal behavior arises from individual motivations and social interactions that are critical for individual fitness. Fish have long inspired ...

Applying Incongruent Visual-Tactile Stimuli during Object Transfer with Vibro-Tactile Feedback

Toepassing incongruent visueel-tactiele prikkels tijdens object transfer met Vibro-tactiele feedback

The application of incongruent sensory signals that involves disrupted tactile feedback is rarely explored, specifically with the presence of vibrotactile ...

Using Looming Visual Stimuli to Evaluate Mouse Vision

Met behulp van dreigende visuele prikkels om de muis visie te evalueren

The visual system in the central nervous system processes diverse visual signals. Although the overall structure has been characterized from the retina ...