Emberi agy és látás. Emberi agy


Vizualizáció a tudománykommunikációban

Az emberi agy gyorsabb képfelismerő, mint a számítógép Pesthy Gábor Arról azonban még keveset tudunk, hogyan valósítja meg agyunk a látottak vizuális földolgozását. Amerikai kutatók munkája nyomán most egy lépéssel közelebb kerültünk a folyamat megértéséhez.

emberi agy és látás

A Bostoni Gyerekkórház kutatói olyan betegeken végeztek agytérképezéseket, akik epilepszia miatti műtétre vártak. Első ízben sikerült kimutatniuk, hogy az agy a feldolgozás egészen korai szakaszában villámgyorsan képes fölismerni a különböző körülmények között ábrázolt tárgyakat. A részletes eredményeket a Neuron című folyóirat legújabb száma közli.

emberi agy és látás

A szem retinájából érkező látási információ az agy egy sor hierarchikus szerveződésű látóterületén - többek közt a nyakszirtlebenyben lévő elsődleges látókérgen - áramlik keresztül, míg végül eléri a halántéklebenyt. A látási tárgyfelismerő kapacitásunkért és a színérzékelésünkért végső soron felelős halántéklebeny visszajelzéseket is küld a korai feldolgozó területekre.

  • Magyar Tudomány október - Különszám
  • Emberi agy – Wikipédia

Ez a kétirányú információáramlás megerősíti a látási érzékelést. Eddig nem volt világos, hogy mennyiben járulnak hozzá a látáshoz ezek az "előreáramló" és "visszacsatoló" jelek, mondja Gabriel Kreiman, a Bostoni Gyerekkórház szemészeti osztályának munkatársa.

A csodalatos emberi agy 2

Egyesek úgy vélték, ha nincs visszacsatolás, akkor nincs látás sem, de Kreiman és csoportja kimutatta, hogy létezik egy kezdeti aktivitáshullám, amely gyors elsődleges benyomást ad, és már ez is nagyon erőteljes. Noha a emberi agy és látás agyterületekről később előfordulhat visszacsatolás, ami gyakran fontos lehet, a rendkívül gyors látási feldolgozásnak kétségtelenül evolúciós előnye lehetett a kritikus helyzetekben, például egy ragadozóval szembe találkozva.

Az embereken végzett korábbi tanulmányok nem invazív agymegfigyelésekre épültek, azaz a vizsgálatok során nem végeztek műtéteket, hanem vagy elektródákat tettek a fej felületére, vagy képalkotó eljárásokat használtak.

Emberi agy

Másodperces időközökkel rögzítették az agyi aktivitást, ami jelentősen elmarad az agy tényleges feldolgozási sebességétől. Ráadásul ezek az eljárások meglehetősen kiterjedt agyterületekről gyűjtenek információt.

emberi agy és látás

Kreiman és munkatársai közvetlenül az agyba helyezték az elektródákat, így rendkívül nagy időbeli felbontással tudtak adatokhoz jutni a látási inger megjelenítése után milliszekundummal, azaz 0,1 másodperccel rögzítették a jeleketés erősen körülhatárolt, jól meghatározott helyek aktivitását tudták nyomon követni. A "durvább" eljárást az tette lehetővé, hogy a kísérletekben olyan epilepsziás önkénteseket vizsgáltak, akik betegségük miatt műtétre vártak.

Az ilyen műtétek előtt fel kell térképezni az agyat, hogy a sérült agyszövetek eltávolításakor ne károsítsanak semmilyen létfontosságú agyfunkciót. A csoport 11 emberi agy és látás serdülő és fiatal felnőtt agyába ültetett elektródákat betegenként elektródát azokra a területekre, ahonnan az epilepsziás rohamok feltételezhetően származtak.

  • Az emberi agy gyorsabb képfelismerő, mint a számítógép
  • Az agy látásért felelős területei Az agy mely része felelős az emberi látásért

Miközben az elektródák továbbították az agyi aktivitást a rögzítő műszerekhez, a betegeknek egy sor különböző méretű és elforgatottságú képet mutattak öt kategóriából állatok, székek, emberi arcok, gyümölcsök és járművek.

Ezek az egyetlen elektródából származó jelek mutatják a különböző látási ingerekre adott válaszreakciók erősségét és sebességét piros: állatok, zöld: székek, kék: emberi arcok, fekete: gyümölcsök, sárga: járművek.

emberi agy és látás

A kis agyképen az elektróda helye látható a bal halántéklebenyben. Ez az agyterület gyors, erőteljes és szelektív választ ad az emberi arcokra Gabriel Kreiman, PhD, Children's Hospital Boston szívességéből A regisztrált adatok azt mutatták, hogy az agy látókérgének bizonyos területei szelektíven ismernek fel bizonyos rövidlátás és távollátás szenilis távollátás. Az egyes agyterületek olyan erősen és következetesen válaszoltak, hogy a kutatók egy idő után csupán a kísérleti alanyok idegválaszainak mintázatát vizsgálva, matematikai algoritmussal meghatározhatták, mit néznek a betegek.

Az agy anatómiai felépítése és a központi idegrendszer főbb funkciói Az agy látásért felelős területei Az agy és a gerincvelő a központi idegrendszer két alkotórésze.

Ezen kívül a válaszok a tárgy méretétől és az elfordítás mértékétől függetlenül állandóak voltak. A felismerés milliszekundumon belül egyértelmű volt, ami túl kevés idő ahhoz, hogy az információ megjárhatta volna a nyakszirtlebenyben lévő elsődleges látókéreg és a halántéklebeny közötti oda-vissza utat.

emberi agy és látás

A kutatók a vizuális algoritmusok számos gyakorlati alkalmazását tartják elképzelhetőnek. Segítségükkel például "megtaníthatják" a számítógépeket, hogy olyan jól lássanak, mint az emberek. Ily módon a számítógépek segíthetnének valós élethelyzetekben, például megpillanthatnák a terroristákat a repülőtereken, autóba szerelve megakadályozhatnák a rosszul látható gyalogosok elütését, vagy sok száz mikroszkópos metszetet vizsgálhatnának meg, hogy kiszűrjék a rosszindulatú sejtburjánzásokat.

Ennél is futuristább alkalmazási terület lehetne olyan agy-számítógép interfészek tervezése, amelyek lehetővé tennék vak emberek számára legalább a részleges látási érzékelést. Kapcsolódó cikk.

emberi agy és látás