2016年6月10日

大脑中的双焦点:以不同程度的敏锐度处理近,远空间的视觉信息

图宾根的神经科学家发现了我们的大脑如何不同地处理地平线上方和下方的视觉刺激。蒂宾根大学Werner Reichardt综合神经科学中心(CIN)的Ziad Hafed博士领导的研究人员对非人类灵长类动物进行了研究,确定视野的不同部分在上丘(大脑结构的中枢)中是不对称的。视觉感知和行为。更多的神经组织分配给上方的视野,而不是下方的视野。结果,地平线上的视觉刺激变得更加清晰,强大和快速:可以说,我们的大脑戴着双焦点眼镜。

视线-可以说是我们感知世界的最重要方式-大多是在没有意识的情况下发生的。我们在中心看到了更好的东西 (沿视轴)比在外围。因此,当我们的大脑在视野周围检测到感兴趣的对象时,它会立即启动眼睛运动,因此我们的视轴与这些对象相交。一旦物体进入我们的直接视线,我们就可以更深入,更详细地感知它。

部分原因是视网膜中央凹–中央凹很小区域中的感光细胞密度更高。但是偏爱 因为我们视野的中心也出现在大脑中:它反映在处理从中央凹传输来的刺激的大脑结构中。例如,在上丘(SC)内–中脑区域,该区域根据来自眼睛的输入直接启动眼睛向周围刺激的运动–还有更多 专用于处理中央凹信号,而不是处理外围信号。这种现象称为中央凹放大。

现在,哈弗德博士的团队已经证明,除了中央凹,SC中的视野也被“放大”了。他们的发现表明,仅接受中央凹放大率的当前公认的SC模型是不够的。这个简单的模型实际上假设我们的SC通过放大镜观察世界:物体越靠近视野中心,特定神经元对物体的识别就越有特色,并且此类神经元越专注于处理它。

Hafed博士的新模型修改了该图像,在中央凹放大率之上增加了上部视野放大率。他的团队发现,SC代表视野的上半部分,它们的接收域要小得多,可以更好地调整到接收图像的空间结构,并且对图像对比度更敏感。另一方面,较低的视野以较低的分辨率表示。因此,哈弗德(Hafed)的团队将SC中的“镜片”更多地看作是双焦点眼镜。

对于Hafed博士而言,神经表示的不对称性适应了我们的日常环境。远物比近物在我们的视网膜上投射较小的图像。因此,以一种可以让我们对其快速有效地做出反应的方式处理附近物体的图像所需的分辨率要比远离物体的分辨率低。 ``在我们的三维环境中,视野下半部分的物体通常很近,是近空间的一部分。 Hafed解释说,一个例子就是我们开车时汽车内的仪表,这些仪表很低且很接近我们。 ``与此同时,在我们视野的上半部分可以看到远处的物体,例如即将到来的十字路口。为了能够精确地聚焦在远处的物体上,我们直观地需要在较高视野中具有更高的分辨率。我们的实验提供了充分的证据,需要重新考虑旧模型及其在SC中上下视野的对称表示。”

Hafed团队的发现可能会大大有益于增强现实(AR)或虚拟现实(VR)系统中的用户界面设计。他们的见解,即“双焦点” SC可以直接转化为朝向上视野的更快,更准确的眼球运动,可以帮助您对需要快速定向的基本反馈进行战略性放置。 AR和VR系统具有大型沉浸式显示器,几乎涵盖了整个视野。在这种情况下,计算机系统在基本用户反馈的放置方面具有极大的自由度,并且根据“人为因素”优化此类放置目前对工程设计提出了重大挑战。



更多信息: Ziad M. Hafed,Chih-Yang Chen:“灵长类上眼囊的更清晰,更强,更快的上部视野表示。” 当前生物学 (在新闻)
期刊信息: 当前生物学

Provided 通过 蒂宾根大学
引文: 大脑中的双焦点:来自近距和远距空间的视觉信息以不同的敏锐度进行处理(2016年6月10日) 2020年11月18日检索 from //xasqxhb.com/news/2016-06-bifocals-brain-visual-space-differing.html
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