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

Financiado pelo National Institutes of Health (NIH) conceder EY-10834.

NOTA: O protocolo ilustrado usa um programa que permite selecionar imagens e depois adaptá-los usando as opções selecionadas por diferentes menus drop-down. 1. Selecione a imagem para se adaptar <ol><li> Clique na imagem e procure o nome do arquivo da imagem para trabalhar. Observe a imagem original no painel esquerdo superior. </li></ol> 2. Especifique o estímulo eo observador <ol><li> Clique no menu &quot;format&quot; para escolher a forma de representar a i...

O protocolo ilustrado demonstra como os efeitos de adaptação a uma mudança no ambiente ou o observador pode ser retratado em imagens. A forma este retrato leva dependerá das suposições feitas para o modelo - por exemplo, como a cor é codificada, e como os mecanismos de codificação de responder e se adaptar. Assim, o passo mais importante é decidir sobre o modelo de visão de cores - por exemplo, que as propriedades dos canais hipótese são, e como eles são assumidos para se adaptar. Os outros passos importan...

O que o mundo poderia parecer para os outros, ou para nós mesmos como mudar? As respostas a estas perguntas são de fundamental importância para a compreensão da natureza e mecanismos de percepção e as conseqüências de ambas as variações normais e clínicas em codificação sensorial. Uma grande variedade de técnicas e abordagens foram desenvolvidas para simular como imagens pode parecer indivíduos com diferentes sensibilidades visuais. Por exemplo, estes incluem simulações das cores que podem ser discriminados por diferentes tipos de deficiências de cores 1, 2, 3, 4, as diferenças espaciais e cromáticos que podem ser resolvidos por crianças ou observadores mais velhos 5, 6, 7, 8, 9 , como as imagens aparecem na visão periférica <s<html> -se class = &quot;xref&quot;&gt; 10, e as conseqüências de erros ópticos ou doença 11, 12, 13, 14. Eles também têm sido aplicadas para visualizar as discriminações que são possíveis para outras espécies de 15, 16, 17. Tipicamente, tais simulações usar medições das perdas de sensibilidade em populações diferentes para filtrar uma imagem e, assim, reduzir ou eliminar a estrutura que eles têm dificuldade em ver. Por exemplo, as formas comuns de cegueira cor reflectir uma perda de um dos dois comprimentos de onda fotorreceptores sensíveis a médias ou longas, e imagens filtradas para remover os sinais aparecem tipicamente desprovida de &quot;avermelhado-esverdeados&quot; matiz 1. Da mesma forma, as crianças têm a acuidade mais pobres e, assim, as imagens processadas por sua sensibilidade espacial reduzida aparecem borradas<html> . f &quot;&gt; 5 Estas técnicas proporcionam ilustrações inestimáveis de que uma pessoa pode ver que outro não pode No entanto, eles não -. e muitas vezes não têm a intenção de - retratar a experiência perceptiva real do observador, e em alguns casos podem deturpar a quantidade e os tipos de informações disponíveis para o observador. Este artigo descreve uma nova técnica desenvolvida para simular diferenças na experiência visual que incorpora uma característica fundamental da codificação visuais - adaptação 18, 19. Todos os sistemas sensoriais e motoras ajustar continuamente ao contexto a que estão expostos. Um odor pungente em uma sala desaparece rapidamente, enquanto a visão acomoda à forma como brilhante ou escurecer o quarto é. É importante ressaltar que esses ajustes ocorrem por quase qualquer atributo estímulo, incluindo percepções &quot;de alto nível&quot;, tais como as características do rosto de alguém de 20,class = &quot;xref&quot;&gt; 21 ou a sua voz 22, 23, bem como calibrar os comandos motores feitos ao mover os olhos ou para chegar a um objeto 24, 25. Na verdade, a adaptação é provavelmente uma propriedade essencial de quase todo o processamento neural. Este artigo ilustra como incorporar esses efeitos de adaptação nas simulações da aparência das imagens, por, basicamente, &quot;adaptando a imagem&quot; para prever como parece a um observador específico em um estado específico de adaptação 26, 27, 28, 29. Muitos factores que podem alterar a sensibilidade de um observador, mas muitas vezes pode adaptação para compensar aspectos importantes destas alterações, de modo que as perdas de sensibilidade são menos evidentes do que seria previsto assumindo sem que o sistema se adapta. Inversamente, porqueadaptação ajusta a sensibilidade de acordo com o contexto de estímulo atual, esses ajustes também são importantes para incorporar para prever o quanto a percepção pode variar quando o ambiente varia. O protocolo a seguir ilustra a técnica, adaptando o conteúdo da cor das imagens. Visão de cores tem a vantagem de que os estágios neurais iniciais de codificação de cores são relativamente bem compreendido, como são os padrões de adaptação 30. Os mecanismos e os ajustamentos reais são variadas e complexas, mas os principais consequências de adaptação podem ser capturadas usando um modelo de duas fases convencional (Figura 1a) e simples. Na primeira etapa, os sinais de cor são inicialmente codificada por três tipos de fotorreceptores cone que são maximamente sensível aos comprimentos de onda curto, médio ou longo (S, M, e cones L). Na segunda etapa, os sinais de diferentes cones são combinados dentro de células pós-receptoral para formar &quot;cor-adversário&quot; channels que recebem entradas de antagonistas das diferentes cones (e, assim, transmitir &quot;cor&quot; de informação), e canais de &quot;não-oponente&quot; que resumem as entradas em conjunto cone (assim codificação &quot;brilho&quot; de informação). Adaptação ocorre em ambas as fases, e ajusta-se para dois aspectos diferentes da cor - A média (nos cones) e a variância (em canais de pós-receptoral) 30, 31. O objetivo das simulações é aplicar esses ajustes aos mecanismos de modelo e, em seguida, processar a imagem de suas saídas adaptadas. O processo de imagens adaptando envolve seis componentes primários. Estes são 1) a escolha das imagens; 2) escolher o formato para os espectros de imagem; 3) que define a alteração da cor do meio ambiente; 4) que define a alteração da sensibilidade do observador; 5) utilizando o programa para criar as imagens adaptados; e 6) usando as imagens para avaliar as consequências da adaptação. Tele seguinte considera cada uma dessas etapas em detalhes. Os modelo e do mecanismo de respostas básicas são ilustrados na Figura 1, enquanto as figuras 2 - 5 mostram exemplos de imagens processadas com o modelo.

<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

Muitas técnicas têm sido desenvolvidas para visualizar como uma imagem parece um indivíduo com uma sensibilidade visual diferente: por exemplo, por causa das diferenças ópticas ou idade, ou uma deficiência de cor ou doença. Este protocolo descreve uma técnica para a incorporação de adaptação sensorial nas simulações. O protocolo é ilustrado com o exemplo de visão de cor, mas é geralmente aplicável a qualquer forma de adaptação visual. O protocolo utiliza um modelo simples da visão humana de cor com base em hipóteses normalizadas e plausíveis sobre a cor da retina e mecanismos corticais codificação e como estes ajustar a sua sensibilidade para ambos a cor média e gama de cores no estímulo prevalecente. Os ganhos dos mecanismos estão adaptados de modo a que a sua resposta média sob um contexto é equacionado para um contexto diferente. As simulações ajudam a revelar os limites teóricos de adaptação e gerar &quot;imagens adaptadas&quot; que são perfeitamente combinados a um enviro específicanment ou observador. Eles também fornecem uma métrica comum para explorar os efeitos de adaptação em diferentes observadores ou ambientes diferentes. Caracterizar a percepção visual e desempenho com estas imagens fornece uma nova ferramenta para o estudo das funções e consequências da adaptação de longo prazo na visão ou outros sistemas sensoriais.

<html> As Figuras 2-4 ilustram as simulações de adaptação para alterações no observador ou o ambiente. A Figura 2 compara a aparência previsto de vida ainda Cezanne com maçãs para um observador mais jovens e mais velhos que diferem apenas na densidade do pigmento lente 28. A imagem original como pode ser visto através do olho mais jovens (Figura 2a) aparece muito mais amarela e mais frac...

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

Visualizing Visual Adaptation

Este artigo descreve um novo método para simular e estudar a adaptação no sistema visual.

Visualizando Adaptação Visual

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

Estimativa topográfico da População Campos Visuais Receptivos por fMRI

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

Comportamento

Methods to Test Visual Attention Online

Métodos de Ensaio Visual Atenção online

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

Visualizando padrões de movimento em Manipulação Acupuntura

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

Usando uma escada rolante Split-cinto para avaliar a generalização de adaptação de locomoção humana

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

Um método para estudar a adaptação para a esquerda-direita invertida audição

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

Visual condicionamento clássico em madeira formigas

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

Investigando a implantação da atenção Visual antes sacadas precisas e média através do olho de acompanhamento e avaliação da sensibilidade Visual

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

Integrando ensaios psicofísicos visuais dentro de um labirinto Y para isolar a função que os recursos visuais desempenham em decisões de navegação

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

Aplicando estímulos visuais-táteis incongruentes durante a transferência de objetos com feedback Vibro-tátil

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

Usando estímulos visuais de Looming para avaliar a visão do mouse

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