Wykład 9

ogólne prawa percepcji

Za dr hab. Marka Bindera dr hab. Michał Kuniecki

Zakład Psychofizjologii

Ponieważ mamy zastępstwo będziemy się uczyli w oparciu o ładne obrazki i śmieszne koty z Internetów

1. etap percepcji

• recepcja – absorpcja energii fizycznej przez receptor

– receptory są dostrojone do różnych rodzajów energii fizycznej

• fotoreceptory

• mechanoreceptory

• receptory chemiczne

recepcja

• zanim sygnał dotrze do receptora, często ulega wzmocnieniu za pomocą struktur nie-nerwowych

3

recepcja

• zanim sygnał dotrze do receptora, często ulega wzmocnieniu za pomocą struktur nie-nerwowych

recepcja

• zanim sygnał dotrze do receptora, często ulega wzmocnieniu za pomocą struktur nie-nerwowych

5

2. etap percepcji

• transdukcja - zamiana pobudzenia receptora na aktywność neuronalną (np. potencjał receptorowy)

6

2. etap percepcji

7

3. etap percepcji

• kodowanie: utworzenie przyporządkowania (relacji) pomiędzy cechami fizycznymi bodźca a właściwościami aktywności neuronalnej

– kod linii oznaczonych – receptory reagują na wąski zakres bodźców i wysyłają impulsy bezpośrednio do mózgu (np. lokalizacja bodźców dotykowych, lokalizacja bodźca świetlnego na siatkówce)

– kodowanie populacyjne – każdy receptor reaguje na szeroki zakres bodźców i odgrywa rolę przy kodowaniu każdego z ich typów (np. barwa)

• treść świadomości - percept8

3. etap percepcji

– kod linii oznaczonych – receptory reagują na wąski zakres bodźców i wysyłają impulsy bezpośrednio do mózgu (np. lokalizacja bodźców dotykowych, lokalizacja bodźca świetlnego na siatkówce)

9

3. etap percepcji– kodowanie populacyjne – każdy receptor reaguje na

szeroki zakres bodźców i odgrywa rolę przy kodowaniu każdego z ich typów (np. barwa)

10

11

• prawo specyficznych energii nerwowych (Johannes Müller, 1838):

– z pobudzeniem każdego nerwu czuciowego związane jest powstanie określonej energii, jednoznacznie mu przypisanej

– wszelka aktywność w danym nerwie zawsze przenosi (koduje) ten sam rodzaj informacji do mózgu

12

• prawo specyficznych energii nerwowych

– eksperymenty Mriganki Sura i wsp.

adaptacja

• adaptacja: dostrojenie wrażliwości systemu percepcyjnego do globalnego poziomu intensywności bodźców

• kodowanie intensywności bodźca odbywa się poprzez częstość impulsów czynnościowych (rate coding, frequency coding)

• zakres możliwych intensywności bodźca przekracza zakres możliwych częstotliwości impulsów – adaptacja, czyli dynamiczna zmiana wrażliwości receptora pozwala rozwiązać ten problem

13

adaptacja

• wykorzystanie receptorów o różnych zakresach wrażliwości

14

adaptacja

• adaptacja receptora może być użyta kodowania dynamiki bodźców

15

w wielu systemach percepcyjnych występują dwa rodzaje receptorów

RA (rapidly adapting), szybko adaptujące się – wrażliwe na zmiany intensywności bodźca

SA (slowly adapting) , wolno adaptujące się – wrażliwe na poziom intensywności bodźca

główne typy receptorów skórnych

16

głaskanie nacisk

wibracje rozciąganie

adaptacja

17

adaptacja: może również polegać na wzmocnieniu

zdolność rozdzielcza

• precyzja w określaniu położenia bodźców (kontury, położenie źródła dźwięku, pozycja bodźca dotykowego)

– gęstość receptorów

fovea – dołek środkowy18

Przestrzeń barwna

19

Przestrzeń barwna

20

mantis shrimp, Neogonodactilus oesredii 12 klas komórek światłoczułych

co widzi siatkówka?

21

rodzaje transmisji

• transmisja prosta (feedforward) - wstępująca

• transmisja zwrotna, wsteczna (feedback) -zstępująca

• hamowanie oboczne – tłumienie transmisji pochodzącej z sąsiadujących receptorów

22

Hamowanie oboczne w komórkach zwojowych siatkówki

na przykładzie śmiesznych kotów z internetów

../Wzrok_dla_neurobiologii/LateralInhibitRetina.mov

złudzenie Hermanna

24

| grep -i ss

Lilac chaser

Lilac chaser

Conway, B. R. (2001). Spatial structure of cone inputs to color cells in alert macaque primary visual cortex (V-1). Journal of

Neuroscience, 21(8), 2768-2783.

wzgórze

• stacja przekaźnikowa dróg sensorycznych

• odrębne kanały dla informacji o pozycji obiektów oraz ich właściwościach

29

funkcjonalny podział kory

• obszary pierwszorzędowe

• obszary drugorzędowe (asocjacyjne unimodalne)

• obszary asocjacyjne polimodalne

31

32

obszarydrugorzędowe

obszarypierwszorzędowe

obszaryasocjacyjne

reprezentacja topograficzna

• informacje zmysłowe są w mózgu reprezentowane w postaci map odwzorowujących wejście sensoryczne

• dzieje się tak w szczególności wtedy, gdy dane zmysłowe są kodowane na zasadzie kodu linii oznaczonych

33

moduły korowe

• w obrębie map poszczególne moduły korowe reprezentują różne typy informacji

34

A. kolumny dominacji ocznej u makaka

B. plamki (blobs) u saimiri

C. paski (stripes) u saimiri

D. baryłki (barrels) u szczura

E. kolum dominacji ocznej u ludzi

moduły korowe

na przykładzie śmiesznych kotów z internetów

../Wzrok_dla_neurobiologii/SB62_lec07a_hubel_wiesel.avi

strumienie przetwarzania

• segregacja funkcjonalna w zakresie typu przetwarzanej informacji - strumienie

36

strumienie przetwarzania

Donner, T. H., Sagi, D., Bonneh, Y. S., & Heeger, D. J. (2008). Opposite neural signatures of motion-induced blindness in human dorsal and ventral

visual cortex. Journal of Neuroscience, 28(41), 10298-10310.

synestezja

• powstawanie dodatkowych wrażeń w tej samej lub innych modalnościach zmysłowych np. kolorowe litery

• Eksperyment Ramachandrana i Hubbarda (2001)

39

buba czy kiki?

40

Percepcja nie jest automatyczna lecz w dużym stopniu wyuczona

na przykładzie śmiesznych kotów z internetów

41

../Wzrok_dla_neurobiologii/DevInVisualCortex.mov

percept a obiekt

• jaka jest relacja pomiędzy perceptami a rzeczywistymi obiektami otoczenia?

• czym jest percepcja?

42

iluzje treściowe

• sześcian Neckera

• trójkąt Kanizsy

• http://www.michaelbach.de/ot/43

http://www.michaelbach.de/ot/

KOLOR

KOLOR

KOLOR

stałość barwy

51

stałość barwy

na przykładzie ale niestety bez kotów

Edwin H. Land 1909-1991

../Wzrok_dla_neurobiologii/BBC_Horizon-Colourful_Notions-retinex.avi

czym jest percepcja?• Richard Gregory: konstrukcyjny charakter percepcji

– treść postrzeżeń jest wynikiem syntezy tego, co dociera do mózgu oraz tego co mózg wie o otoczeniu, nieświadome wnioskowania Helmholtza

– percept jest hipotezą

• Chris Frith: „Percepcja to fantazja, która spotyka się z rzeczywistością”– treścią percepcji są nasze przewidywania dotyczące rzeczywistości– czym różnią się halucynacje od rzeczywistych spostrzeżeń? halucynacje są „doskonałe” i

nie podlegają korekcji, natomiast spostrzeżenia zawierają błędne przewidywania, które są korygowane przez docierające do mózgu dane zmysłowe; proces korekcji jest całkowicie zautomatyzowany i nieuświadamiany

– percept jest przewidywaniem (kodowanie predykcyjne)

• Rodolfo Llinás: „Conscious waking would be just a dreamlike state that is currently modulated by the constraints produced by specific sensory input”– wewnętrzny kontekst – model rzeczywistości - jest tworzony przez

system korowo-wzgórzowy– następnie ten model jest modyfikowany przez wejście sensoryczne

• Anil Seth: „Your brain hallucinates your conscious reality”– https://www.ted.com/talks/anil_seth_how_your_brain_hallucinates_your_conscious_reality