Mehanizmi oštrine vida Psihofiziološke karakteristike i modeliranje procesa

Rad je dao teoretsku osnovu za različita i oprečna opažanja poznata u literaturi o mjerenju tako važne karakteristike vizualnog sustava kao oštrina vida. Ova je prilika dana formalizacijom mehanizma gužvenog efekta, što je omogućilo opisivanje ovisnosti zadatka prepoznavanja ispitnog objekta o klasi odabranog testa i okolnih slika. Pročitajte više>

sadržaj

  • Opća karakteristika rada
  • Poglavlje 1. Prostorni elementi vizualnog sustava
    • 1. 1. Pregled
    • 1. 2. Izjava problema
    • 1. 3. Metodologija provođenja psihofizičkih eksperimenata
    • 1. 4. Mehanizmi za vizualno otkrivanje podražaja. Prostorni elementi u procesima vizualnog otkrivanja
    • 1. 5. Razlika u mehanizmima vizualnog otkrivanja i prepoznavanja. Prostorni elementi u procesima prepoznavanja podražaja
    • 1. 6. Prostorni elementi u najjednostavnijim problemima razlikovanja vizualnih podražaja
    Mnogi ljudi ne znaju da je moguće obnoviti vid kapsulama CleanVision. Ovo je kompleks koji sadrži jedinstvene komponente dizajnirane za liječenje i prevenciju očnih bolesti. Prema proizvođaču ovog lijeka, sada ne postoji sličan proizvod s takvim terapijskim svojstvima!Kapsule za reprodukciju zrenja - Cleanvision

    Detaljno opisa preparata Cleanvision možete pročitati u étoj staty. Službeni web stranica proizvođača kapsula Cleanvision nalazi se po ovom adresi: https://cleanvisionnd.com/

    Objazatelno raspršite oko ovog preparata, tematizirajte, što istražuju probleme sa zrenjem!

    Mehanizmi oštrine vida: Psihofiziološke karakteristike i modeliranje procesa interakcije prostornih elemenata vizualnog sustava (esej, tečaj, diploma, kontrola)

    Relevantnost problema. Rad je posvećen proučavanju mehanizama koji pružaju vidnu oštrinu osobe. Apelira se na ovu tradicionalnu temu zbog činjenice da već više od 250 godina postoje podaci o odstupanju u procjenama oštrine vida dobivenim uporabom različitih ispitivanja, ali u mnogim slučajevima nema tih objašnjenja. Oštrina vida određuje se veličinom minimalnih elemenata ispitnih predmeta o kojima ovisi njihovo otkrivanje, diskriminacija ili prepoznavanje. Za njegovo mjerenje koristi se širok raspon testnih slika. Stoga razmatranje, na prvi pogled, tako uske specifične teme podrazumijeva proučavanje mehanizama opisivanja i opažanja velike klase vizualnih slika različitih veličina.

    Opis vizualnih objekata i njihovih svojstava provodi se korištenjem funkcionalnih elemenata vizualnog sustava (Glezer, Zuckerman, 1961; Challenge, 1966, 1984; Glezer, 1966, 1985, 1993; Shevelev 1971, 1984, 1992; Supin, 1974, 1981; Podvigin, 1979 ) koji su organizirani u visoko uređene neuronske mreže mrežnice, potkortikalna jezgra i vidni korteks. U neurofiziološkim istraživanjima na životinjama dovoljno se detaljno proučavaju karakteristike i pretpostavljene funkcije pojedinih elemenata ili receptivnih polja (RP) neurona nižih razina mrežnice, vanjskog tijela radilice i strijatalnog korteksa. Međutim, prilikom proučavanja mehanizama ljudske percepcije, istraživači se susreću s brojnim poteškoćama. Naime, postaje potrebno usporediti podatke neurofizioloških i ponašajnih pokusa dobivenih na životinjama s rezultatima psihofizičkih ili psihofizioloških studija. Za to je u mnogim slučajevima potrebno znati specifična svojstva RP neurona u ljudskom vidnom sustavu.

    Da bi se prevladale ove poteškoće, disertacija uvodi funkcionalne elemente koji služe za obradu prostornih svojstava vizualnih signala, identificiranih u psihofizičkim studijama, takozvanih prostornih elemenata. Odziv prostornog elementa na predstavljeni poticaj jednak je integralu proizvoda funkcije koji specificira kontrast podražaja i težinsku funkciju prostornog elementa. Koncept prostornog elementa je po svom sadržaju blizak konceptu RP s tom razlikom što prostorni element odražava reakciju cijelog vizualnog sustava na bilo koji poticaj. Djelovanje svakog prostornog elementa može se smatrati ukupnom reakcijom RP neurona različitih razina koji imaju slična svojstva i obrađuju isti dio vidnog polja. Skup različitih prostornih elemenata smještenih u različitim dijelovima vidnog polja opisuje vizualne slike. Unatoč prividnoj umjetnoj prirodi pojma prostornog elementa, njegovo uvođenje opravdano je brojnim istraživanjima. U ovom su radu mehanizmi oštrine vida opisani kao funkcije prostornih elemenata.

    Tijekom proučavanja mehanizama oštrine vida u obzir su uzeta samo svojstva RP mrežnice (Glezer, 1959.). Trenutno je široko rasprostranjeno mišljenje da je oštrina vida funkcija visokofrekventnih kanala (Volkov i sur., 1983; Shelepin i sur., 1985), neurofiziološka osnova za koju su RP neuroni strijatalnog korteksa (Campbell i sur., 1969; Glezer et. al., 1973). Međutim, poznato je da su mnogi RP neurona kortiksa strija heterogene: RP imaju različita svojstva i različito reagiraju na podražaje (Hubel i Wiesel, 1962). Ova heterogenost može uzrokovati odstupanja u oštrini vida pri korištenju različitih ispitnih podražaja.

    Pokušaj opisivanja mehanizama oštrine vida interakcijom određenih prostornih elemenata i na taj način uklanjanje kontradikcija koje nastaju pri mjerenju oštrine na različite načine čini ovu studiju relevantnom. Značaj ove teme potkrepljuje činjenica da se razmatra jedna od ključnih karika u rješavanju temeljnih problema neurofiziologije – proučavanje funkcioniranja ljudskog vidnog sustava.

    Svrha i ciljevi studije

    Svrha studije je istražiti mehanizme oštrine vida kod odraslih i djece različite dobi, opisati te mehanizme pomoću prostornih elemenata vizualnog sustava. Ovaj cilj uključuje proučavanje organizacije i funkcioniranja prostornih elemenata koji određuju oštrinu vida i uspostavljanje veza između njih, koje se očituju u rješavanju specifičnih vizualnih problema povezanih s procjenom oštrine vida. Postavljeni su sljedeći zadaci. 1) Prepoznati prostorne elemente koji se koriste za otkrivanje, razlikovanje i prepoznavanje oblika vizualnih objekata male veličine. Odredite njihove težinske funkcije, svojstva i organizaciju. 2) Opišite neurofiziološke mehanizme koji osiguravaju rad prostornih elemenata dobivenih psihofizičkim studijama. 3) Uspostaviti odnos između elemenata u određenim vizualnim zadacima vezanim za procjenu oštrine vida. 4) Objasnite rezultate eksperimenata dobivenih proučavanjem mehanizama oštrine vida, razlikovanjem pojedinih svojstava predmeta i identificiranjem slika pomoću identificiranih prostornih elemenata u konstrukciji matematičkih modela.

    Odredbe obrane. U psihofizičkim studijama u načinu otkrivanja i prepoznavanja vizualnih objekata otkrivaju se prostorni elementi s različitim težinskim funkcijama i svojstvima. Organizacija ovih elemenata u skladu je s optikom oka i mozaikom položaja fotoreceptora na mrežnici. Po svojim svojstvima neki su proučeni prostorni elementi bliski jednostavnim, dok su drugi složeni RP neurona strijatalnog korteksa.

    Procjene oštrine vida dobivene testovima za otkrivanje minimalno vidljivih objekata određuju se funkcioniranjem najosjetljivijih prostornih elemenata vizualnog sustava podešenih na optimalne frekvencije. Mehanizmi oštrine vida, mjereni testovima za prepoznavanje oblika predmeta, i gomilajući učinak (pogoršanje prepoznavanja objekata iz neposredne blizine okolnih slika) daju najviše visokofrekventne prostorne elemente koji međusobno djeluju. Specifična vrsta prostornih elemenata koji opisuju ispitni objekt ovisi o njegovom obliku i obliku i položaju okolnih slika u vidnom polju.

    Mehanizmi oštrine vida i gužve na granici razlučivosti vizualnog sustava u skladu su s postupkom izoliranja predmeta od okoline: za uspješnu segmentaciju ispitnog objekta njegove okolne slike moraju biti na nekoj udaljenosti od njega, naime, izvan kočnih zona efekta gužve. Kod segmentiranja vizualnih objekata bilo koje veličine, slike koje ih okružuju također moraju biti na određenoj udaljenosti od ispitnog objekta, ovisno o njegovom obliku i veličini. U ovom slučaju, minimalne udaljenosti između ispitnog objekta i okoline određuju se regijom u kojoj prostorni elementi koji optimalno opisuju oblik funkcije slike.

    Specifičan oblik bočnih interakcija između prostornih elemenata očituje se pri rješavanju problema iz klase problema o hiper-vizualnoj oštrini – pri procjeni veličine prostornih intervala okruženih paralelnim linijama. Kada se dodatnim linijama dodaju ispitni intervali, dolazi do izobličenja u procjeni veličine intervala: pri bližem rasponu, veličina je precijenjena, a na dalekoj udaljenosti, podcjenjivanje. Ove distorzije su dobro opisane ekscitacijskim interakcijama između usko raspoređenih prostornih elemenata sa sličnim svojstvima i inhibicijskih između udaljenih elemenata. Sličan tip interakcije između prostornih elemenata objašnjava dobro poznatu geometrijsku iluziju Ebbinghousea.

    Znanstvena novost. Rad prikazuje rješenje važnog problema usmjerenog na ispitivanje mehanizama oštrine vida. Pri ocjeni oštrine vida koristi se širok razred slika što uzrokuje njihovu nedosljednost. Posebno je važno riješiti problem koordiniranja procjena ozbiljnosti u ontogenezi, kada je nemoguće izmjeriti oštrinu vida kod male djece općenito prihvaćenim testovima. U disertaciji je pokušao dovesti u korespondenciju različite metode procjene oštrine vida usporedbom procjena i opisivanjem mehanizama oštrine vida interakcijom između prostornih elemenata. Pokazalo se prvi put da se, ovisno o vizualnom zadatku postavljenom promatraču i ispitnom objektu, funkcioniranje različitih prostornih elemenata može očitovati u procjeni ozbiljnosti. Štoviše, različiti prostorni elementi mogu funkcionirati koristeći iste testne podražaje, ali različite okolne slike.

    Otkriveni su prostorni elementi koji opisuju oblik vizualnih signala. Određuju se njihove težinske funkcije i svojstva. Pokazano je da se u uvjetima otkrivanja i prepoznavanja istih podražaja prvi put očituje funkcioniranje različitih prostornih elemenata. Utvrđena je sukladnost visokofrekventnih elemenata s optikom oka i smještanjem fotoreceptora na mrežnici.

    Prvi put se uzimaju u obzir bitno različite ocjene oštrine vida dobivene od istih promatrača pri visokim pozadinskim svjetlinama pomoću Landolt-ovih prstenova i pravokutnih rešetki uzimajući u obzir spektralne karakteristike slika.

    Mehanizam gužvi opisan je prvi put kao manifestacija funkcioniranja prostornih elemenata visoke frekvencije. Prikazana je formacija ovog mehanizma u ontogenezi u dobi do 9 godina. Otkrivene su promjene u težinskim funkcijama visokofrekventnih prostornih elemenata koje se javljaju tijekom sazrijevanja primarnog vidnog korteksa.

    U djece u dobi od 4 do 18 mjeseci prvi put je prikazan učinak blago smanjene oštrine vida, mjeren testovima za otkrivanje minimalno vidljivih predmeta, na izvršavanje zadataka za razlikovanje pojedinačnih svojstava vizualnih objekata i kognitivnog razvoja djece.

    Otkriva se nova iluzija procjene veličine koja nastaje kada se u prostorni interval dodaju dodatne linije. Prvi put se ta iluzija uspoređuje s poznatim geometrijskim iluzijama Ebbinghousea, Ponza i Delbeufa. Prikazan je mehanizam pojave tih iluzija, koji se sastoji u interakciji između kontura koje pružaju bočne veze između prostornih elemenata sa sličnim svojstvima.

    Po prvi put se uspoređuje mehanizam za procjenu veličine slike različitih oblika s postupkom izvlačenja predmeta iz okoliša, što je omogućilo opisivanje mehanizma za procjenu veličine izoliranih objekata.

    Teorijski i praktični značaj djela. Teorijski značaj studije leži u činjenici da je ona posvećena proučavanju temeljnog problema – opisu mehanizama vizualne percepcije u uvjetima praga praga. U disertaciji je razvijen koncept prema kojem percepciju prostornih svojstava vanjskog svijeta pruža sustav retinotopno uređenih funkcionalnih cjelina – prostornih elemenata. Psihofizičke studije otkrile su mnoga njihova svojstva, opisale organizaciju i odnose koji nastaju prilikom rješavanja specifičnih vizualnih problema. Svojstva elemenata dobivenih psihofizičkom metodom uspoređuju se sa svojstvima RP neurona pojedinih vidnih regija. Proučavanje odnosa procesa odvajanja predmeta od okoline s ocjenom različitih svojstava predmeta: njihovog oblika i veličine. Taj problem približava nam rješavanje problema percepcije prirodnih vizualnih scena. Blizak je zadacima gestalt psihologije, jer se izravno odnosi na percepciju integriteta vizualnih objekata. Stoga su rezultati dobiveni u radu važni za razumijevanje neurofizioloških mehanizama za opisivanje vizualne scene i prepoznavanja slike.

    Rad je dao teoretsku osnovu za različita i oprečna opažanja poznata u literaturi o mjerenju tako važne karakteristike vizualnog sustava kao oštrina vida. Ova je mogućnost dana formalizacijom mehanizma gužvenog efekta, što je omogućilo opisivanje ovisnosti zadatka prepoznavanja ispitnog objekta o klasi odabranog testa i okolnih slika kroz funkcioniranje specifičnih prostornih elemenata. Također su obrazloženi kontradiktorni podaci o procjeni veličine podražaja, posebno u iluziji o Ebbinghausu. U disertaciji se provodi analiza najčešćih modela vizualne percepcije, kojima se u pravilu istraživači suprotstavljaju. Pokazano je u kojim su vizualnim zadacima ti modeli identični, u čemu su razlike u upotrebi tih modela u objašnjavanju rezultata specifičnih vizualnih eksperimenata ["https://westud.ru", 20].

    Od praktične su vrijednosti podaci o mjerenju oštrine vida dobiveni različitim testovima i predložena metoda koja omogućuje usklađivanje dobivenih procjena oštrine vida. Ovo je važan aspekt rada, jer je neusklađenost u procjeni oštrine vida dovela do brojnih pokušaja poboljšanja predloženih testova. Zanimljivo je za kliniku zaključiti da poboljšanje oštrine kao rezultat treninga može biti uzrokovano različitim razlozima: kada se koriste Landolt test prstenovi, promjena kriterija za promatrača i kada se koriste neke sorte Snellen tablica formiranih slovima E, smanjujući inhibitorni učinak susjednih slika na prepoznavanje testni poticaj.

    Za oftalmološku praksu važni su rezultati proučavanja učinka prenapučenosti različitim testovima kod odraslih i djece različite dobi. Testovi testirani tijekom studije mogu se koristiti za mjerenje učinka gužve kod djece, počevši od treće godine. Ova mjerenja korisna su za procjenu funkcionalnog stanja vidnog sustava, posebno kao pokazatelja stupnja sazrijevanja kore strijta.

    S praktičnog stajališta, preliminarni normativni podaci o mjerenju oštrine vida testovima za otkrivanje minimalno vidljivih predmeta u djece u dobi od 4 do 8 mjeseci od velike su važnosti. U radu je prikazana važnost mjerenja funkcionalnog stanja vizualnog sustava ovim testom jer se pronalazi povezanost između blago smanjene oštrine u djece i njihovog ispunjavanja različitih zadataka povezanih s djetetovim kognitivnim razvojem.

    Modeli koji se razmatraju u radu opisuju mehanizme prenosa informacija s mrežnice na neurone vidnog korteksa i njegovu daljnju obradu u korteksu. Time su postavljeni temelji za modeliranje stvarnih neuronskih mreža: opisani su elementi mreže i njihove veze u specifičnim vizualnim problemima. Predložen je algoritam za segmentiranje objekata i procjenu njihovih pojedinačnih svojstava. Rezultati rada mogu se primijeniti u području modeliranja automatskih sustava za prepoznavanje vizualnih slika, za razvoj komunikacijskih sustava i promatranje vizualnih objekata, kao i za stvaranje proteza izgubljenih osjećaja.

    Odobrenje rada. Rezultati istraživanja objavljeni su na europskim konferencijama o vizualnoj percepciji (ESD), održanim u Bristolu (1988), Zikchronu Jacobu (1989), Tübingenu (1995), Strasbourgu (1996), Helsinkiju (1997), Oxfordu (1998), Trstu (1999) , Groningen (2000), međunarodne konferencije članova Udruženja za istraživanje vida i oftalmologije, održane na Floridi (AKUO-1997, 1999, 2000), na 6. konferenciji Društva za istraživanje vida na djeci, održanoj u Pisi (SUB18-1997), Međunarodna znanstveno-pedagoška konferencija učitelja i slijepih učitelja posvećena 200. obljetnica Ruskog državnog pedagoškog sveučilišta nazvana po , (1997.), Međunarodni sastanak „Koordinirano filtriranje u ljudskom vidnom sustavu“ (St. Petersburg, 1998.), Međunarodni simpozij o 150. obljetnici „Mehanizmi adaptivnog ponašanja“ (St. Petersburg, 1999.).

    Publikacije. Na temu disertacije objavio je 61 znanstveni rad u domaćem i stranom tisku.

    1. Sljedeća svojstva prostornih elemenata utvrđena su u psihofizičkim studijama: 1) linearnost elemenata podešenih na optimalne prostorne frekvencije; 2) usklađenost organizacije visokofrekventnih elemenata s optikom oka i mozaikom položaja fotoreceptora na mrežnici; 3) diskretnost prilagođavanja visokofrekventnih i srednjofrekventnih prostornih elemenata frekvencijama kroz oktava.

    2. Pokazuje se da se otkrivanjem i prepoznavanjem identičnih podražaja – visokofrekventnih rešetki – otkrivaju različiti prostorni elementi s različitim težinskim funkcijama. Neki od njih bliski su jednostavnim ("detektorima" bendova), a drugi su blizu složenih ("detektori" rešetki) RP neurona strijatalnog korteksa.

    3 Nepodudarnosti u procjenama oštrine vida u jednom i pol do dva puta dobivenim pri velikim svjetlosnim pozadinama korištenjem Landolt-ovih prstenova i pravokutnih rešetki uklonjene su uzimajući u obzir spektralne karakteristike ispitnih slika određenih prostornim elementima.

    4. Utvrđeno je da prepoznavanje središnjeg podražaja u učinku gužve na granici razlučivosti vizualnog sustava ovisi o mnogim čimbenicima: o korištenim ispitnim stimulansima, o okolnim slikama i udaljenosti do njih. Mehanizam djelovanja gužve za različite ispitne podražaje može se osigurati funkcioniranjem različitih visokofrekventnih prostornih elemenata. Naime, za Landolt ispitne prstenove i slova E veličina kočne zone efekta gužve je usporediva s veličinom kočione zone elementa najviše frekvencije – "detektora" trake. Za testne pravokutne rešetke koje se sastoje od dva pojasa, ovisno o okolnim slikama, može se dogoditi funkcioniranje i „detektora“ rešetki i „detektora“ bendova.

    5. Pokazano je da se s godinama povećava oštrina vida i smanjuje se veličina kočnih zona u gužvi. Oštrina vida približava se razini odraslih za 7 godina, a veličina kočione zone postaje ista kao i kod odraslih, u dobi od 9 godina. Dakle, visokofrekventni prostorni elementi koji pružaju ove funkcije razvijaju se u ontogenezi i već sa oko 9 godina postaju malo razlučivi od elemenata prisutnih u vizualnom sustavu odrasle osobe. Usporedba ovih rezultata s morfološkim podacima o sazrijevanju određenih regija vidnog korteksa sugerira lokalizaciju mehanizma gužvanja u strijatalnom korteksu.

    6. Preliminarni normativni podaci o procjeni oštrine vida u djece u dobi od 4 do 8 mjeseci dobiveni su testovima za otkrivanje minimalno vidljivih predmeta. Utvrđena je povezanost takve procjene s funkcioniranjem najosjetljivijih prostornih elemenata vizualnog sustava. Pokazano je da neznatno smanjenje oštrine vida dovodi do pogoršanja izvedbe zadataka novorođenčadi za razlikovanje pojedinih svojstava vidnih objekata s velikim kutnim dimenzijama.

    7. Otkriva se nova iluzija procjene veličine koja nastaje kada razlikujemo širinu prostornih intervala okruženih paralelnim linijama. Pokazano je da se veličina intervala precjenjuje za 10–12% na udaljenostima do dodatnih linija usporedivih s veličinom prostornog intervala i podcjenjuje se na velikim udaljenostima od okoline. Iluzija se objašnjava bočnim interakcijama između prostornih elemenata ("detektori" bendova): ekscitacijske na bliskim udaljenostima i inhibitorne na velikim udaljenostima.

    8. Pokazano je da je pojava Ebbinghouseove iluzije povezana s procesom interakcije između kontura predmeta. Neurofiziološki mehanizam interakcije kontura može se opisati vezama između pojedinih prostornih elemenata: ekscitacijski između obližnjih elemenata sa sličnim svojstvima i inhibitor između udaljenih elemenata.

    9. Utvrđeno je da postupak odabira predmeta iz okoline ovisi o obliku i veličini slika, kao i udaljenosti između njih. Predmeti su s malim dimenzijama razdvojeni na udaljenosti između njih 2.3 – 3.2 arcmin., Što je u skladu s veličinom kočnih zona u gužvenom efektu ukrašenih slika. Kako se povećava veličina slike, povećava se veličina minimalnog područja koje je potrebno okružiti objektom radi uspješne segmentacije. Omjer veličina ovih minimalnih područja i veličina objekata, ovisno o njihovom povećanju, prvo se smanjuje, a zatim stabilizira kada su veličine okolnih područja veće od 21.1 luk. Modeliranje je pokazalo da je odabir predmeta iz okoline uspješan kada druga slika prisutna u vidnom polju ne spada u područje funkcioniranja prostornih elemenata koji opisuju njihov oblik.

    10. Pokazano je da percepcija jednakosti veličine slika različitih oblika ovisi o udaljenosti između predmeta, a mehanizam za procjenu veličine neraskidivo je povezan s

    263 procesa za izoliranje ovih slika iz okoline. Za izolirane podražaje mehanizam se sastoji u usporedbi minimalnih područja s kojima je potrebno okružiti predmete radi njihove uspješne segmentacije. Veličine tih područja određuju se funkcioniranjem prostornih elemenata koji opisuju oblik slike. Takva ideja mehanizma za procjenu veličine uzima u obzir retinotopske i funkcionalne značajke organizacije vizualnog sustava.

    11. Identificirani prostorni elementi unutar središnjeg dijela foveole (oko 30 arcmin.) I pridruženi retinotopički RP različitih područja tvore jedinstvenu neurološku mrežu koja omogućuje prepoznavanje objekata i njihovu segmentaciju na granici razlučivosti vizualnog sustava.

Cleanvision Hrvatska