微观眼球运动影响我们如何看待对比
通常司机很难看到一个人走在路边night-especially如果这个人穿着黑颜色。造成这种困难的因素之一是减少相反,因此很难段一个对象,例如一个人,从其背景。
研究人员以前相信的对比灵敏度函数——最低级别的黑色和白色的,一个人需要检测的光学模式主要是由眼睛和大脑中处理。现在,在一项研究发表在杂志上eLife大学的研究人员,包括米歇尔Rucci罗彻斯特解释说,还有一个因素在起作用:对比敏感度也取决于小眼球运动一个人不了解。
“历史上这些运动都很忽视,“Rucci说罗切斯特的脑与认知科学教授。“但似乎发生了什么是,它们导致视觉在许多不同的方面,包括我们的对比敏感度函数。”
当我们解决我们的眼睛在一个点上,世界看起来稳定,但在微观层面,我们的眼睛不断地抖动。这些小眼球运动,一度被认为是无关紧要的,至关重要的视觉系统帮助我们重建一个场景,Rucci说。”一些科学家认为,因为他们是如此之小,眼球运动可能没有多大影响,但相比,视网膜上的感光细胞的大小,他们是巨大的,他们正在改变输入在视网膜上。”
想到一个场景或对象组成的计算机图像不同的像素,或点。每一个点都是不同的颜色,强度,亮度等等。我们的眼睛在信号的每个点和信号投射到视网膜上的感光细胞,这些点的安排使空间模式,我们认为一个场景或对象。但是,如果一个空间模式预计静止的图像,它会淡出视图一旦视网膜的感光细胞变得麻木了的信号如一个学生在课堂上变得无聊,如果老师一遍又一遍地重复相同的信息。
研究人员早就知道小眼睛movements-always抖动,并在不同的点不断变化的信号视网膜和刷新图像所以不褪色。然而,新的研究表明,这些运动做多防止褪色;他们的机制之一的视觉系统功能,Rucci说。“视觉系统编码信息的方式是基于这些时态的变化。眼球运动空间模式转换成时间变化对视网膜。”
所涉及的系统类似于触觉:收集固体表面的信息,我们不能简单地把我们的指尖放在表面,而且沿着对象移动它们。我们能够感知对象基于感官之间的交互过程(我们手指的触觉受体)和运动过程(我们将我们的指尖)。”,因为我们的眼睛永远不会静止甚至当我们注视点的视觉场景,一个类似的机制适用于视觉,“说Antonino Casile,史研究员犬di Tecnologia(意大利理工学院)和论文的合著者。“对比敏感度的研究结果相互作用的两个过程:一个感觉——响应特性的神经元早期视觉系统运动过程。”
为了测量对比敏感度和眼球运动是否发挥作用,研究人员发现人类参与者与黑白条纹光栅。研究人员渐变条纹的宽度,使其“越来越薄,直到最终参与者说他们不再看到独立的酒吧,“Rucci说。酒吧的宽度被称为空间频率。对于每个空间频率,研究人员测量了黑色和白色的最低水平,参与者需要能够看到一个对比,同时,与此同时,仔细测量他们的眼球运动。
然后研究人员在一个计算机模型模拟了这个任务的视网膜神经元的反应是否在视网膜上匹配人类被试的对比敏感度。“我们发现,它们只兼容包括眼球运动的运动时,“Rucci说。“当我们不包括这一点运动因素的计算机模型,模拟神经元不给受试者做相同的反应。”
知道眼球运动的影响对比敏感度,研究人员可以输入这个因素在人类的视觉模型,提供更多准确理解如何视觉系统信息流程的视觉系统失败时所出现的错误。研究还强调,运动和运动行为可能比此前认为的更基本的视觉,Rucci说。“愿景不仅仅是把一个图像和处理通过神经元。的视觉系统使用活动的方案来提取和编码信息。我们看到,因为我们的眼睛总是移动,即使我们不知道。”
更多信息:Antonino Casile et al,对比敏感度的眼球运动的策略暂时编码空间,eLife(2019)。DOI: 10.7554 / eLife.40924