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

Unterstützt von National Institutes of Health (NIH) Zuschuss EY-10834.

HINWEIS: Das Protokoll dargestellt verwendet ein Programm, das man Bilder auswählen und dann passen sie Optionen von verschiedenen Dropdown-Menüs ausgewählt werden. 1. Wählen Sie das Bild anpassen <ol><li> Klicken Sie auf das Bild, und suchen Sie nach dem Dateinamen des Bildes mit zu arbeiten. Beachten Sie das Originalbild in der linken oberen Fensterbereich. </li></ol> 2. die Stimulus angeben und den Observer <ol><li> Klicken Sie auf das Menü „Format“ zu...

Das dargestellte Protokoll zeigt, wie die Auswirkungen der Anpassung an eine Veränderung in der Umwelt oder der Betrachter kann in Bildern dargestellt werden. Die Form dieser Darstellung auf den Annahmen, hängt für das Modell gemacht nimmt - zum Beispiel, wie Farbe codiert ist, und wie die Verschlüsselungsmechanismen reagieren und sich anzupassen. Somit ist der wichtigste Schritt auf dem Modell für das Farbsehen ist zu entscheiden - zum Beispiel, was die Eigenschaften der Hypothese Kanäle sind, und wie sie davon a...

Was könnte die Welt aussehen zu anderen oder uns selbst, wie wir ändern? Antworten auf diese Fragen sind von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der Natur und Mechanismen der Wahrnehmung und die Folgen von sowohl normalen als auch klinischen Variationen in sensorischer Kodierung. Eine große Vielfalt von Techniken und Ansätzen entwickelt wurde, um zu simulieren, wie Bilder auf Personen mit unterschiedlichen visuellen Empfindlichkeiten erscheinen. Zum Beispiel umfasst diese Simulationen der Farben , die 1 durch verschiedene Arten von Farbmangel unterschieden werden kann, 2, 3, 4, die räumlichen und chromatische Abweichungen , die 5 von Kleinkindern oder älteren Beobachtern aufgelöst werden können, 6, 7, 8, 9 , wie Bilder erscheinen in peripherem Sehen <s<html> up class = &quot;Xref&quot;&gt; 10, und die Folgen von optischen Fehlern oder Krankheit 11, 12, 13, 14. Sie haben auch die Diskriminierung zu visualisieren angewandt worden ist, die möglich sind für andere Arten 15, 16, 17. Typischerweise verwenden solche Simulationen Messungen der Empfindlichkeitsverluste in verschiedenen Populationen, ein Bild zu filtern und somit zu reduzieren oder um die Struktur zu sehen, haben sie Schwierigkeiten entfernen. Zum Beispiel üblichsten Formen der Farbenblindheit reflektieren einen Verlust von einem der beiden Fotorezeptoren empfindlich auf mittlere oder lange Wellenlängen, und die Bilder gefiltert , um ihre Signale zu entfernen erscheinen typischerweise frei von „rötlich-grünlich“ Farbtöne 1. In ähnlicher Weise haben Kinder schlechtere Schärfen und damit die Bilder für ihre reduzierte räumliche Empfindlichkeit verarbeitet verschwommen erscheinen<html> f . &quot;&gt; 5 Diese Techniken bieten wertvolle Darstellungen dessen , was eine Person sieht , dass ein anderer kann nicht jedoch sie es nicht tun -. und oft sind nicht dazu gedacht - porträtieren die eigentliche Wahrnehmungserfahrung des Betrachters, und in einigen Fällen kann das falsch darstellen Menge und Art der Informationen für den Betrachter zur Verfügung. Dieser Artikel beschreibt eine neue Technik zu simulieren Unterschiede in der visuellen Erfahrung entwickelt , die eine grundlegende Eigenschaft der visuellen Codierung beinhaltet - Anpassung 18, 19. Alle sensorischen und motorischen Systeme anpassen kontinuierlich auf den Kontext, denen sie ausgesetzt sind. Ein stechender Geruch in einem Raum schnell verblasst, während Vision nimmt zu, wie hell oder dimmen das Zimmer ist. Wichtig ist , treten diese Anpassung für fast jeden Reiz Attribut, einschließlich „High-Level“ Wahrnehmungen wie die Merkmale von jemandes Gesicht 20,class = „Xref“&gt; 21 oder ihre Stimme 22, 23, sowie die Kalibrierung der Motorbefehle aus , wenn die Augen zu bewegen oder für ein Objekt 24 zu erreichen, 25. In der Tat ist die Anpassung wahrscheinlich eine wesentliche Eigenschaft von fast allen neuronalen Verarbeitung. Dieses Papier zeigt , wie diese Anpassungseffekte in Simulationen der Darstellung von Bildern zu übernehmen, indem im Grunde „ die Anpassung des Bildes“ vorherzusagen , wie es zu einem bestimmten Beobachter unter einem bestimmten Zustand der Anpassung 26, 27, 28, 29 erscheinen würde. Viele Faktoren können die Empfindlichkeit eines Betrachters verändern, aber Anpassung kann für wichtige Aspekte dieser Veränderungen oft kompensieren, so dass die Empfindlichkeitsverluste weniger auffällig sind, als dies ohne die Annahme vorhergesagt werden, dass das System anpasst. Im Gegensatz dazu daAnpassung passt Empfindlichkeit entsprechend dem aktuellen Stimulus Kontext sind diese Anpassungen auch wichtig für die Vorhersage zu übernehmen, wie viel Wahrnehmung kann variieren, wenn die Umgebung ändert. Das folgende Protokoll zeigt die Technik, die von dem Farbgehalt der Bilder anzupassen. Farbe Vision hat den Vorteil , dass die anfänglichen neuronalen Stufen der Farbcodierung relativ gut verstanden werden, wie die Anpassungsmuster 30. Die tatsächlichen Mechanismen und Anpassungen sind komplex und vielfältig, aber die wichtigsten Folgen der Anpassung kann unter Verwendung eines einfachen und herkömmlichen zweistufigen Modell (Abbildung 1a) eingefangen werden. In der ersten Stufe werden Farbsignale werden zunächst von drei Arten von Zapfenrezeptoren kodiert wird, die maximal empfindlich sind, um kurze, mittlere oder lange Wellenlängen (S, M, L und Kegel). In der zweiten Stufe werden die Signale von verschiedenen Kegeln innerhalb post-receptoral Zellen kombiniert „color-Gegner“ cha zu bildennnels die antagonistischen Eingaben von den verschiedenen Kegeln erhalten, und „nicht-Gegner“ -Kanäle (und damit „Farbe“ Informationen vermitteln), die die Eingänge cone summiert zusammen (also coding „Helligkeit“ Information). Die Anpassung erfolgt in beiden Phasen, und stellt sich auf zwei verschiedene Aspekte der Farbe - der Mittelwert (in den Kegeln) und die Varianz (in post-receptoral Kanäle) 30, 31. Das Ziel der Simulationen ist es, diese Anpassungen der Modell Mechanismen anzuwenden und dann das Bild von ihren angepasst Ausgänge machen. Der Prozess der Anpassung der Bilder umfasst sechs Hauptkomponenten. Diese sind 1) die Auswahl der Bilder; 2) das Format für die Bildspektren der Wahl; 3), der die Änderung in der Farbe der Umwelt; 4), die die Änderung der Empfindlichkeit des Betrachters; 5) das Programm mit den angepasst Bilder zu erzeugen; und 6) unter Verwendung der Bilder, die Folgen der Anpassung zu bewerten. Ter folgende Auffassung, jeden dieser Schritte im Detail. Das Grundmodell und den Mechanismus Antworten sind in Abbildung 1 dargestellt, während die Figuren 2 bis 5 zeigen Beispiele von Bildern mit dem Modell gerendert.

<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

Viele Techniken wurden zur Visualisierung entwickelt , wie ein Bild an eine natürliche Person mit einer anderen Sichtempfindlichkeit erscheinen würde: zB aufgrund von optischen oder Altersunterschiede, oder einen Farbmangel oder Krankheit. Dieses Protokoll beschreibt eine Technik für die sensorische Anpassung in den Simulationen enthält. Das Protokoll wird mit dem Beispiel des Farbensehens dargestellt, sondern ist auf jede Form der visuellen Anpassung allgemein anwendbar. Das Protokoll verwendet ein einfaches Modell des menschlichen Farbsehens auf Basis von Standard und plausible Annahmen über die Netzhaut- und kortikale Mechanismen Kodierung Farbe und wie diese passen ihre Empfindlichkeit sowohl für die durchschnittliche Farbe und Farbbereich in dem vorherrschenden Reiz. Die Verstärkungen der Mechanismen angepasst werden, so dass ihre mittlere Antwort unter einem Kontext für einen anderen Kontext gleichgesetzt wird. Die Simulationen helfen, die theoretischen Grenzen der Anpassung zeigen und erzeugen „angepasst Bilder“, die einem bestimmten Enviro optimal aufeinander abgestimmt sind,nment oder Beobachter. Sie bieten auch eine gemeinsame Metrik die Auswirkungen der Anpassung innerhalb verschiedenen Beobachter oder unterschiedlicher Umgebungen zu erkunden. Charakterisieren visuelle Wahrnehmung und Leistung mit diesen Bildern stellt ein neues Werkzeug für die Untersuchung der Funktionen und Folgen der langfristigen Anpassung des Sehvermögens oder andere Sinnessysteme.

<html> Die Figuren 2 bis 4 die Anpassung Simulationen für Veränderungen des Betrachters oder die Umwelt darstellen. 2 vergleicht die vorhergesagte Auftreten von Cézannes Stillleben mit Äpfeln für einen jüngeren und älteren Beobachter, der nur in der Dichte der Linse Pigment 28 unterscheiden. Das Originalbild , wie durch das jüngere Auge (Abbildung 2a) gesehen erscheint vielen yellower und Dimmer du...

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

Visualizing Visual Adaptation

Dieser Artikel beschreibt ein neues Verfahren zur Simulation und Anpassung im visuellen System zu studieren.

Visualisierung Visuelle 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

Topographische Schätzung von Visual Bevölkerung rezeptiven Felder von fMRI

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

Forschung

Verhalten

Methods to Test Visual Attention Online

Methoden zur Visuelle Aufmerksamkeit Online Testen

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

Visualizing Bewegungsmuster in Akupunktur Manipulation

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

Verwenden eine Split-Gürtel-Laufband zum Verallgemeinerung des menschlichen Bewegungsapparates Anpassung auswerten

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

Eine Methode zur Anpassung an den links-rechts studieren umgekehrt Audition

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

Visuelle Klassische Konditionierung in Waldameisen

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

Die Bereitstellung der visuellen Aufmerksamkeit vor genau und durchschnittlich Sakkaden über Eye-Tracking und Bewertung der visuelle Empfindlichkeit zu untersuchen

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

Integration visueller psychophysischer Assays in ein Y-Maze, um die Rolle zu isolieren, die visuelle Features bei Navigationsentscheidungen spielen

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

Anwendung der indikierten visuellen Stimuli während der Objektübertragung mit Vibro-Taktile 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

Die Verwendung von drohenden visuellen Stimuli zur Bewertung der Maus Vision

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