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

Med stöd av National Institutes of Health (NIH) bevilja EY-10834.

OBS: Protokollet illustrerade använder ett program som gör att man kan välja bilder och sedan anpassa dem med alternativ som valts av olika rullgardinsmenyer. 1. Välj bilden att anpassa <ol><li> Klicka på bilden och bläddra efter filnamnet på bilden för att arbeta med. Observera den ursprungliga bilden i övre vänstra rutan. </li></ol> 2. Ange de Stimulus och Observer <ol><li> Klicka på menyn &quot;format&quot; för att välja hur man representera bilden...

Den illustrerade protokollet visar hur effekterna av anpassning till en förändring i miljön eller observatören kan porträtteras i bilder. Formen denna skildring tar kommer att bero på de antaganden som görs för modellen - till exempel hur färgen kodas, och hur kodningsmekanismer reagera och anpassa sig. det viktigaste steget Således beslutar om modellen för färgseende - till exempel vad egenskaperna hos de hypoteser kanalerna är och hur de antas anpassa sig. De andra viktiga steg är att fastställa lämpli...

Vad kan världen se ut till andra, eller till oss själva som vi förändra? Svaren på dessa frågor är av grundläggande betydelse för att förstå naturen och mekanismer för perception och konsekvenserna av både normala och kliniska variationer i sensorisk kodning. Ett brett utbud av tekniker och metoder har utvecklats för att simulera hur bilder kan tyckas individer med olika visuella känslighet. Till exempel, inkluderar dessa simuleringar av de färger som kan diskrimineras genom olika typer av färgbrister 1, 2, 3, 4, de rumsliga och kromatiska skillnader som kan lösas av barn eller äldre observatörer 5, 6, 7, 8, 9 hur bilderna visas i det perifera seendet <s<html> upp class = &quot;xref&quot;&gt; 10, och konsekvenserna av optiska fel eller sjukdomar 11, 12, 13, 14. De har också använts för att visualisera diskriminering som är möjliga för andra arter 15, 16, 17. Vanligtvis sådana simuleringar använder mätningar av känslighetsförluster i olika populationer för att filtrera en bild och därmed minska eller ta bort den struktur de har svårt att se. Till exempel, vanliga former av färgblindhet speglar en förlust av ett av de två fotoreceptorer som är känsliga för medium eller långa våglängder, och bilder filtrerade för att ta bort deras signaler visas normalt saknar &quot;röd-grönaktig&quot; nyanser 1. Likaså spädbarn har sämre synskärpa och därmed bilderna behandlas för sin reducerade rumsliga känslighet suddiga<html> f. &quot;&gt; 5 Dessa tekniker ger ovärderliga illustrationer av vad en person kan se att en annan kanske inte men det gör de inte. - och ofta är inte avsedda att - skildra verkliga perceptuella upplevelsen av betraktaren, och i vissa fall kan förvränga mängd och typ av information tillgänglig för betraktaren. Den här artikeln beskriver en ny teknik som utvecklats för att simulera skillnader i visuell upplevelse som innehåller en grundläggande egenskap hos visuell kodning - anpassning 18, 19. Alla sensoriska och motoriska system justerar kontinuerligt till sammanhanget de utsätts för. En stickande lukt i ett rum snabbt bleknar, medan synen rymmer hur ljust eller dämpa rummet är. Viktigt dessa justeringar uppstår för nästan alla stimulans attribut, däribland &quot;hög nivå&quot; uppfattningar såsom egenskaperna hos någons ansikte 20,class = &quot;xref&quot;&gt; 21 eller deras röst 22, 23, såväl som kalibrering motorkommandon som görs när flytta ögonen eller nå för ett föremål 24, 25. I själva verket är anpassningen sannolikt en viktig egenskap hos nästan alla neural behandling. Denna uppsats visar hur att införliva dessa anpassningseffekter i simuleringar av utseendet på bilder genom att i princip &quot;att anpassa bilden&quot; att förutsäga hur det ser ut till en specifik observatör under ett specifikt tillstånd av anpassning 26, 27, 28, 29. Många faktorer kan förändra känsligheten hos en observatör, men anpassningen kan ofta kompensera för viktiga aspekter av dessa förändringar, så att känslighetsförlusterna mindre iögonfallande än vad som skulle förutsägas utan antar att systemet anpassar sig. Omvänt, eftersomanpassning justerar känsligheten enligt gällande stimulans sammanhang dessa justeringar är också viktigt att införliva för att förutsäga hur mycket uppfattning kan variera när miljön varierar. Följande protokoll visar tekniken genom att anpassa innehållet färg bilder. Färgseende har den fördelen att de initiala neurala stadierna av färgkodning är relativt väl förstådd, liksom mönstren för anpassning 30. De faktiska mekanismer och justeringar är komplexa och varierade, men de huvudsakliga konsekvenserna av anpassningen kan fångas med hjälp av en enkel och konventionell tvåstegs modell (Figur 1a). I det första steget, är färgsignaler initialt kodas av tre typer av kon fotoreceptorer som är maximalt känsliga för kort, medium eller långa våglängder (S, M, och L-koner). I det andra steget, är signalerna från olika koner kombineras inom post-receptoral celler för att bilda &quot;färg-motståndare&quot; channels som tar emot antagonistiska insignaler från de olika konerna (och därmed förmedla &quot;färg&quot; information), och &quot;icke-motståndare&quot; kanaler som samman samman de koniska ingångar (sålunda kodning &quot;ljusstyrka&quot; information). Anpassning sker vid båda stegen, och justerar till två olika aspekter av färg - den genomsnittliga (i konerna) och variansen (i post-receptoral kanaler) 30, 31. Målet med simuleringarna är att tillämpa dessa justeringar av modellmekanismerna och sedan återge bilden från deras anpassade utgångar. Processen att anpassa bilder innebär sex huvudkomponenter. Dessa är en) väljer bilderna; 2) att välja formatet för bilden spektra; 3) som definierar förändringen i färg av miljön; 4) som definierar förändringen i känsligheten hos observatören; 5) med användning av programmet för att skapa de justerade bilder; och 6) med användning av bilderna för att utvärdera konsekvenserna av anpassningen. THan följer anser vart och ett av dessa steg i detalj. Den grundläggande modellen och mekanismsvaren illustreras i figur 1, medan Figurerna 2 - 5 visar exempel på bilder återges med modellen.

<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

Många tekniker har utvecklats för att visualisera hur en bild tycks en individ med en annan visuell känslighet: t ex på grund av optiska eller åldersskillnader, eller en färgbrist eller sjukdom. Detta protokoll beskriver en teknik för att införliva sensoriska anpassning i simuleringarna. Protokollet är illustrerad med exemplet i färgseende, men är generellt tillämpbar på varje form av visuell anpassning. Protokollet använder en enkel modell av människans färgseende baserad på standard och rimliga antaganden om retinal och kortikala mekanismer kodning färg och hur dessa justerar sin känslighet för både den genomsnittliga färgen och olika färg i den rådande stimulans. Förstärkningarna av mekanismerna är anpassade så att deras genomsnittliga reaktionen i ett sammanhang likställs för ett annat sammanhang. Simuleringarna hjälper avslöja de teoretiska gränserna för anpassning och generera &quot;anpassade bilder&quot; som är optimalt anpassade till en specifik environment eller observatör. De ger också en gemensam mått för att utforska effekterna av anpassning inom olika observatörer eller olika miljöer. Karakterisera visuell perception och prestanda med dessa bilder ger ett nytt verktyg för att studera funktioner och följderna av långsiktig anpassning i syn eller andra sensoriska system.

<html> Figurer till 2 - 4 illustrerar adaptions simuleringar för förändringar i observatören eller miljön. Figur 2 jämför den förutspådda utseende Cezanne stilleben med äpplen för en yngre och äldre observatör som skiljer sig endast i tätheten av linsen pigment 28. Den ursprungliga bilden som betraktas genom den yngre ögat (fig 2a) visas mycket gulare och dimmer genom tätare pigmente lins <...

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

Visualizing Visual Adaptation

Den här artikeln beskriver en ny metod för att simulera och studera anpassning i det visuella systemet.

Visualisera Visual Anpassning

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

Topografisk Uppskattningen av Visual Befolkning receptiva fält av 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

Metoder för att testa Visual Attention 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

Visualisera rörelsemönster i 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

Med en Split-belt löpband att utvärdera generalisering av mänskliga rörelseapparaten anpassning

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

En metod att studera anpassning till vänster-höger omvänd 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

Visuella klassisk betingning i trä myror

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

Utreda utplaceringen av visuell uppmärksamhet innan korrekt och genomsnitt Saccades via Eye Tracking och bedömning av visuella känslighet

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

Integrera visuella psykofysiska analyser inom en Y-labyrint för att isolera den roll som visuella funktioner spelar i navigations beslut

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

Använda inkongruenta visuella taktila stimuli under objekt överföring med vibro-taktil återkoppling

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

Använda Looming Visual stimuli för att utvärdera Mouse vision

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