О специфичности зрительных механизмов второго порядка

Автор: | 19.09.2012
О специфичности зрительных механизмов второго порядка
В.В. Бабенко, Д.В. Явна (Ростов-на-Дону)

Известно, что обработка информации в зрительной системе человека начинается с разбиения зрительной сцены на множество локальных фрагментов, каждый из которых описывается параллельно и относительно независимо. В результате выделяются базовые признаки изображений, которые составляют основу дальнейшей обработки. Зрительный образ — это фактически комбинация данных локальных признаков. Проблема состоит в том, что не известно по каким правилам формируются эти комбинации.
Теоретически возможны два решения: либо этим процессом управляет уровень опознания посредством избирательного внимания, либо этот процесс организован как автоматический и в значительной степени независимый от последующих стадий обработки. Первый вариант требует априорного знания системой релевантных комбинаций базовых признаков, второй выглядит весьма грубым в условиях широкого разнообразия возможных форм. Экспериментальные данные свидетельствуют в пользу обоих вариантов. По-видимому, данный процесс является сочетанием встречных, восходящих и нисходящих, механизмов обработки. Мы остановимся на возможных алгоритмах именно автоматического объединения локальной информации.
В психофизических экспериментах был обнаружен целый ряд феноменов, свидетельствующих о возможности преаттентивного объединении пространственно распре-деленной информации. Речь в первую очередь идет об эффектах латерального облегчения на ограниченных пространственных интервалах (Polat, Sagi, 1993; Бабенко и др., 2001), закономерностях разделения текстур с одинаковой амплитудой Фурье-спектров (Sutter et al., 1989; Landy, 1996), восприятия движения сложных форм (Chubb, Sperling, 1988, Wilson, Ferrera, 1992), различения крупномасштабных локализаций (Hess, Hayes, 1994; Levi, Waugh, 1996).
Оказалось, что удобным инструментом для изучения закономерностей группирования пространственно распределенной зрительной информации являются так называемые стимулы второго порядка. Это текстуры, в которых элементы модулированы по контрасту, ориентации или пространственной частоте. Каждый элемент текстуры кодируется соответствующим фильтром первого порядка (нейрон стриарной коры), настроенным на определенную ориентацию и пространственную частоту. Однако обнаружить пространственные изменения этих параметров данные фильтры не способны. Это могут сделать лишь механизмы следующего уровня, объединяющие на себе выходы соседних фильтров первого порядка. Было обнаружено, что пространственное группирование локальной зрительной информации подчиняется определенному универсальному правилу (Бабенко и др., 2010). Однако оказалось, что пространственный диапазон, на котором происходит объединение информация о контрасте, ориентации и пространственной частоте, различен для этих параметров. Это ставит под сомнение предложенную ранее модель организации механизмов второго порядка (Chubb, Landy, 1991), согласно которой они неспецифичны к типу модуляции, то есть в равной мере чувствительны к изменениям контраста, ориентации и пространственной частоты.
В своем исследовании мы поставили цель определить, специфичны ли зрительные механизмы пространственного группирования (второго порядка) к типу модуляции.
Мы использовали текстуры, состоящие из Габоровских элементов, расположенных в шахматном порядке. Исходная текстура состояла из одинаковых элементов: ориентация вертикальная, пространственная частота 2 цикл./град, протяженность элемента 1 цикл. Эта текстура синусоидально модулировалась по контрасту, ориентации или пространственной частоте. Каждая из модулированных текстур выступала в качестве тестовой. Эти же текстуры использовались и в качестве масок. Частота и ось модуляции теста и маски были одинаковыми во всех изображениях. Определялись пороги обнаружения модуляции в текстовых текстурах при маскировке разными масками.
Обнаружено, что максимальная маскировка для всех типов модуляции имеет место при совпадении характера модуляции в тесте и маске. Во всех остальных сочетаниях эффект маскировки был примерно одинаковым. Результаты указывают на специфичность механизмов второго порядка к модулируемому параметру. Это означает, что предложенная ранее модель организации этих механизмов нуждается в пересмотре.

Раздел:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.