Soupeřský proces - Opponent process
The oponentský proces je teorie barev to říká, že člověk vizuální systém interpretuje informace o barva zpracováním signálů z kuželové buňky a tyčové buňky antagonistickým způsobem. Tam je nějaké překrývání v vlnové délky z světlo na které reagují tři typy kuželů (L pro dlouhé vlny, M pro střední vlny a S pro krátké vlny), takže vizuální systém je efektivnější zaznamenávat rozdíly mezi odezvami kužele, spíše než individuální odezvou každého druhu kužele. Teorie barev oponenta naznačuje, že kónus má tři kanály protivníka fotoreceptory jsou spojeny dohromady a tvoří tři protichůdné barevné páry: Červené proti zelená, modrý proti žlutá, a Černá proti bílý (poslední typ je achromatický a detekuje kolísání světla a tmy, nebo jas ).[1] Poprvé to navrhl německý fyziolog v roce 1892 Ewald Hering.
Když lidé příliš dlouho hledí na jasnou barvu, například červenou, a odvrátí pohled na bílé pole, budou vnímat zelenou barvu. Aktivace jednoho člena páru inhibuje aktivitu druhého. Tato teorie také pomáhá vysvětlit některé typy nedostatku barevného vidění. Například lidé s dvoubarevný deficity must match a test field using only two primaries. V závislosti na nedostatku zaměňují buď červenou a zelenou, nebo modrou a žlutou. Teorie oponenta-procesu vysvětluje barevné vidění jako výsledek způsobu, jakým jsou fotoreceptory neurálně propojeny. Teorie oponentského procesu platí pro různé úrovně nervový systém. Jakmile nervový systém projde za sítnice do mozku se mění povaha buňky a buňka reaguje oponentským způsobem. Například zelený a červený fotoreceptor může každý vyslat signál do modro-červené oponentní buňky dále spolu se systémem. Odpovědi na jednu barvu soupeřova kanálu jsou nepřátelské vůči odpovědím na druhou barvu. To znamená, že opačné barvy soupeře nejsou nikdy vnímány společně - neexistuje žádná „zelenavě červená“ nebo „nažloutlá modrá“.
Zatímco trichromatická teorie definuje způsob sítnice oko umožňuje vizuálnímu systému detekovat barvu pomocí tří typů čípků, teorie oponentního procesu odpovídá za mechanismy, které přijímají a zpracovávají informace z čípků. Ačkoli se původně předpokládalo, že teorie trichromatických a oponentních procesů jsou v rozporu, později se pochopilo, že mechanismy odpovědné za oponentní proces přijímají signály ze tří typů kuželů a zpracovávají je na složitější úrovni.[2]
Kromě kuželů, které detekují světlo vstupující do oka, zahrnuje biologický základ teorie oponenta dva další typy buněk: bipolární buňky, a gangliové buňky. Informace z čípků jsou předávány do bipolárních buněk v sítnici, což mohou být buňky v procesu oponenta, které transformují informace z čípků. Informace se poté předají gangliovým buňkám, z nichž existují dvě hlavní třídy: magnocelulární, nebo velkýbuňka vrstvy a parvocelulární nebo malobuněčné vrstvy. Parvocelulární buňky nebo P buňky zpracovávají většinu informací o barvě a spadají do dvou skupin: jedna, která zpracovává informace o rozdílech mezi odpalováním L a M kuželek, a druhá, která zpracovává rozdíly mezi S kužely a kombinovaným signálem z obou L a M. kužely. První podtyp buněk je zodpovědný za zpracování červeno-zelených rozdílů a druhý zpracovává modro-žluté rozdíly. P buňky také přenášejí informace o intenzitě světla (kolik ho je) kvůli jejich receptivní pole.[Citace je zapotřebí ]
Dějiny
Johann Wolfgang von Goethe nejprve studoval fyziologický účinek protichůdných barev v jeho Teorie barev v roce 1810.[3] Goethe uspořádal své barevné kolo symetricky „pro barvy, které jsou v tomto diagramu diametrálně odlišné, jsou ty, které se vzájemně v oku evokují. Žlutá tedy vyžaduje fialovou; oranžovou, modrou; červenou, zelenou; a naopak: Tedy opět vše přechodné gradace se vzájemně evokují. “[4][5]
Ewald Hering navrhl oponentskou teorii barev v roce 1892.[6] Myslel si, že červené, žluté, zelené a modré barvy jsou zvláštní v tom, že jakoukoli jinou barvu lze popsat jako jejich kombinaci a že existují v protilehlých párech. To znamená, že je vnímána červená nebo zelená a nikdy není zeleno-červená: I když je žlutá v teorii barev RGB směsí červené a zelené, oko to jako takové nevnímá. V roce 1957 Leo Hurvich a Dorothea Jameson poskytla kvantitativní data pro Heringovu teorii barevných oponentů. Jejich metoda byla volána zrušení odstínu. Experimenty se zrušením odstínu začínají barvou (např. Žlutou) a pokoušejí se určit, kolik z barvy oponenta (např. Modré) jedné ze složek výchozí barvy musí být přidáno, aby se vyloučil jakýkoli náznak této složky z počáteční barvy.[7][8] V roce 1959 Svaetichin a MacNichol[9] zaznamenané ze sítnice ryb a hlášené ze tří odlišných typů buněk: jedna reagovala pomocí hyperpolarizace na všechny světelné podněty bez ohledu na vlnovou délku a byla nazvána buňkou svítivosti. Druhá buňka reagovala hyperpolarizací na krátkých vlnových délkách a depolarizací na středních až dlouhých vlnových délkách. Tomu se říká buňka chromatičnosti. Třetí buňka, rovněž buňka chromatičnosti, reagovala hyperpolarizací při poměrně krátkých vlnových délkách, vrcholících kolem 490 nm, a depolarizací při vlnových délkách delších než přibližně 610 nm. Svaetichin a MacNichol nazývali buňky chromatičnosti žlutozelenými a červeno-zelenými barevnými buňkami soupeře. Podobné chromaticky nebo spektrálně odlišné buňky, často zahrnující prostorovou oponenci (např. Červené „na“ středu a zelené „mimo“ okolí), byly nalezeny v sítnici obratlovců a boční geniculate jádro (LGN) v 50. a 60. letech 20. století autorů De Valois et al.,[10] Wiesel a Hubel,[11] a další.[12][13][14][15] Po Svaetichinově vedení byly buňky široce nazývány soupeřovy barevné buňky, červeno-zelené a žluto-modré. V příštích třech desetiletích byly spektrálně odlišné buňky nadále hlášeny v sítnici primátů a LGN.[16][17][18][19] V literatuře se k popisu těchto buněk používá celá řada termínů, včetně chromaticky protilehlých nebo -opponent, spektrálně protichůdných nebo -opponent, oponentových barev, barevných oponentů, oponentových odpovědí a jednoduše oponentských buněk.
Lze použít teorii barev oponenta počítačové vidění a implementováno jako Gaussův barevný model[20] a model zpracování přirozeného vidění.[21][22][23]
Jiní uplatnili myšlenku protichůdných stimulací mimo vizuální systémy, popsanou v článku o teorie oponentního procesu. V roce 1967 Rod Grigg rozšířil koncept tak, aby odrážel širokou škálu oponujících procesů v biologických systémech.[24] V roce 1970 Solomon a Corbit rozšířili Hurvich a Jamesonův obecný model procesu neurologického oponenta, aby vysvětlili emoce, drogovou závislost a pracovní motivaci.[25][26]
Kritika a doplňkové barevné buňky
Existuje spousta polemik o tom, zda je teorie zpracování oponentů nejlepším způsobem, jak vysvětlit barevné vidění. Došlo k několika experimentům zahrnujícím stabilizaci obrazu (kde dochází ke ztrátě hranice), které přinesly výsledky, které naznačují, že účastníci viděli „nemožné“ barvy nebo barevné kombinace, které bychom podle teorie oponentského zpracování neměli vidět; Mnoho lidí však kritizuje, že to mohou být jen iluzorní zážitky. Kritici a vědci se místo toho začali obracet, aby vysvětlili barevné vidění prostřednictvím odkazů na mechanismy sítnice, spíše než na zpracování oponenta, které se děje ve vizuální kůře mozku.
Když se nahromadily záznamy z jedné buňky, mnoha fyziologům a psychofyzikům bylo jasné, že barvy oponenta uspokojivě nezohledňují spektrálně odlišné reakce jednotlivých buněk. Například Jameson a D’Andrade[27] analyzoval teorii soupeřových barev a zjistil, že jedinečné odstíny neodpovídají spektrálně odlišným reakcím. Sám De Valois[28] shrnul to takto: „Ačkoli nás, stejně jako ostatní, nejvíce zaujalo hledání protivnických buněk, v souladu s Heringovými návrhy, když byl tehdejší Zeitgeist silně proti této představě, nejranější nahrávky odhalily rozpor mezi Hering-Hurvich- Jamesonovy percepční kanály oponenta a charakteristiky odezvy oponentských buněk v makakovém bočním geniculárním jádru. “ Valberg[29] připomíná, že „mezi neurofyziology se stalo běžným používáním barevných výrazů, když se odkazovalo na oponentní buňky, například v zápisech„ červené-ON buňky “,„ zelené-OFF buňky “.... V debatě .... někteří psychofyzici rádi podívejte se, co považovali za oponenci potvrzené na objektivní, fyziologické úrovni. Následně se ukázalo malé váhání ve vztahu jedinečných a polárních barevných párů přímo k oponenci kužele. Navzdory důkazům o opaku .... učebnice dodnes opakovaly mylnou představu o vztahu jedinečného vnímání odstínu přímo k procesům oponentů periferních kužele. Analogie s Heringovou hypotézou byla provedena ještě dále, aby naznačovala, že každá barva v oponentním páru jedinečných barev může být identifikována buď excitací nebo inhibicí jednoho a stejného typu oponentní buňky. “ Webster a kol.[30] a Wuerger a kol.[31] přesvědčivě znovu potvrdili, že spektrálně odlišné odpovědi jednotlivých buněk se neshodují s barvami soupeře s jedinečným odstínem.
V roce 2013 Pridmore[32] tvrdil, že většina červeno-zelených buněk uváděných v literatuře ve skutečnosti kóduje červeno-azurové barvy. Buňky tedy kódují doplňkové barvy namísto oponentských barev. Pridmore také hlásil zeleno-purpurové buňky v sítnici a V1. Tvrdil tedy, že červeno-zelené a modro-žluté buňky by měly být místo toho nazývány „zeleno-purpurové“, „červeno-azurové“ a „modro-žluté“ doplňkové buňky. Příklad komplementárního procesu lze zažít pohledem na červený (nebo zelený) čtverec po dobu čtyřiceti sekund a následným okamžitým pohledem na bílý list papíru. Pozorovatel pak na prázdném listu vnímá azurový (nebo purpurový) čtverec. Tento doplňková barva afterimage je snadněji vysvětlen trichromatickou teorií barev než tradiční teorie barev RYB; v teorii oponentského procesu únava cest podporujících červenou vytváří iluzi azurového čtverce.[33]
Kombinace barev soupeře
Viz také
Reference
- ^ Michael Foster (1891). Učebnice fyziologie. Lea Bros. & Co. p.921.
sleď červeno-zelený žluto-modrý mladý-helmholtz 0-1923.
- ^ Kandel ER, Schwartz JH a Jessell TM, 2000. Principy neurální vědy, 4. vydání, McGraw-Hill, New York. 577–80.
- ^ „Goetheho teorie barev“. Věda o vidění a vznik moderního umění. Archivováno od původního dne 2008-09-16.
- ^ Goethe, Johann (1810). Teorie barev, odstavec # 50.
- ^ „Goethe on Colors“. Umělecká unie. 2 (18): 107. 15. července 1840. Archivováno od originálu 21. prosince 2017.
- ^ Hering E, 1964. Obrysy teorie světelného smyslu. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press.
- ^ Hurvich, Leo M .; Jameson, Dorothea (listopad 1957). "Teorie oponentního procesu barevného vidění". Psychologický přehled. 64 (6, část I): 384–404. doi:10.1037 / h0041403. PMID 13505974.
- ^ Wolfe, Kluender a Levi, (2009)
- ^ Svaetichin, Gunnar; MacNichol, Edward F. (1958). "Mechanismy sítnice pro chromatické a achromatické vidění". Annals of the New York Academy of Sciences. 74 (2): 385–404. doi:10.1111 / j.1749-6632.1958.tb39560.x. ISSN 1749-6632. PMID 13627867. S2CID 27130943.
- ^ De Valois, R.L .; Smith, C. J .; Kitai, S. T .; Karoly, A. J. (1958-01-31). "Odezva jednotlivých buněk v opičím laterálním geniculárním jádru na jednobarevné světlo". Věda. 127 (3292): 238–239. Bibcode:1958Sci ... 127..238D. doi:10.1126 / science.127.3292.238. ISSN 0036-8075. PMID 13495504.
- ^ Wiesel, TN; Hubel, DH (listopad 1966). "Prostorové a chromatické interakce v postranním geniculárním těle opice rhesus". Journal of Neurophysiology. 29 (6): 1115–1156. doi:10.1152 / jn.1966.29.6.1115. ISSN 0022-3077. PMID 4961644.
- ^ Wagner, H. G .; MacNichol, E. F .; Wolbarsht, M. L. (1960-04-29). "Oponentní barevné reakce v gangliových buňkách sítnice". Věda. 131 (3409): 1314. Bibcode:1960Sci ... 131,1314W. doi:10.1126 / science.131.3409.1314. ISSN 0036-8075. PMID 17784397. S2CID 46122073.
- ^ Naka, K. I .; Rushton, W. A. H. (1. 8. 1966). „S-potenciály z barevných jednotek v sítnici ryb (Cyprinidae)“. The Journal of Physiology. 185 (3): 536–555. doi:10.1113 / jphysiol.1966.sp008001. ISSN 0022-3751. PMC 1395833. PMID 5918058.
- ^ Daw, N. W. (1967-11-17). „Zlatá rybka Retina: Organizace pro simultánní barevný kontrast“. Věda. 158 (3803): 942–944. Bibcode:1967Sci ... 158..942D. doi:10.1126 / science.158.3803.942. ISSN 0036-8075. PMID 6054169. S2CID 1108881.
- ^ Byzov, A.L .; Trifonov, Ju.A. (Červenec 1968). "Reakce na elektrickou stimulaci horizontálních buněk v sítnici kapra". Vision Vision. 8 (7): 817–822. doi:10.1016/0042-6989(68)90132-6. ISSN 0042-6989. PMID 5664016.
- ^ Gouras, P .; Zrenner, E. (leden 1981). "Barevné kódování v sítnici primátů". Vision Vision. 21 (11): 1591–1598. doi:10.1016/0042-6989(81)90039-0. ISSN 0042-6989. PMID 7336591. S2CID 46225236.
- ^ Derrington, AM; Krauskopf, J; Lennie, P (01.12.1984). "Chromatické mechanismy v bočním geniculárním jádru makaka". The Journal of Physiology. 357 (1): 241–265. doi:10.1113 / jphysiol.1984.sp015499. ISSN 0022-3751. PMC 1193257. PMID 6512691.
- ^ Reid, R. Clay; Shapley, Robert M. (duben 1992). "Prostorová struktura vstupů kužele do receptivních polí v postranním geniculárním jádru primátů". Příroda. 356 (6371): 716–718. Bibcode:1992 Natur.356..716R. doi:10.1038 / 356716a0. ISSN 0028-0836. PMID 1570016. S2CID 22357719.
- ^ Lankheet, Martin J.M .; Lennie, Peter; Krauskopf, John (leden 1998). "Rozlišovací vlastnosti podtříd červeno-zelených P-buněk v LGN makaka". Vizuální neurověda. 15 (1): 37–46. CiteSeerX 10.1.1.553.5684. doi:10.1017 / s0952523898151027. ISSN 0952-5238. PMID 9456503.
- ^ Geusebroek, J.-M .; van den Boomgaard, R .; Smeulders, A.W.M .; Geerts, H. (prosinec 2001). "Barevná invariance". Transakce IEEE na analýze vzorů a strojové inteligenci. 23 (12): 1338–1350. doi:10.1109/34.977559.
- ^ Barghout, Lauren. (2014). "Vizuální taxometrický přístup k segmentaci obrazu pomocí fuzzy-prostorového řezu taxonu poskytuje kontextově relevantní oblasti". Zpracování informací a správa nejistoty ve znalostních systémech. Springer International Publishing.
- ^ Barghout, Lauren a Lee, Lawrence. (2004-03-25). Systém zpracování vnímaných informací. Patent US20040059754.
- ^ Barghout, Lauren. (2014). Vize: Global Perceptual Context Changes Local Contrast Processing, aktualizováno tak, aby zahrnovalo techniky počítačového vidění. Scholars 'Press, (21. února 2014).
- ^ Grigg, E. R. N. (1967). Biologická relativita. Chicago: Amaranth Books.
- ^ Solomon, R. L .; Corbit, J. D. (1973). „Teorie motivace oponentního procesu: II. Závislost na cigaretách“. Journal of Abnormal Psychology. 81 (2): 158–171. doi:10.1037 / h0034534. PMID 4697797.
- ^ Solomon, R. L .; Corbit, J. D. (1974). „Teorie oponentního procesu motivace: I. Časová dynamika afektu“. Psychologický přehled. 81 (2): 119–145. CiteSeerX 10.1.1.468.2548. doi:10.1037 / h0036128. PMID 4817611.
- ^ Jameson, Kimberly; D'Andrade, Roy G. (1997), „Není to opravdu červená, zelená, žlutá, modrá: dotaz na percepční barevný prostor“, Barevné kategorie v myšlení a jazyce, Cambridge University Press, s. 295–319, doi:10.1017 / cbo9780511519819.014, ISBN 9780511519819
- ^ De Valois, Russell L .; De Valois, Karen K. (květen 1993). "Vícestupňový barevný model". Vision Vision. 33 (8): 1053–1065. doi:10.1016 / 0042-6989 (93) 90240-w. ISSN 0042-6989. PMID 8506645.
- ^ Valberg, Arne (září 2001). „Oprava k“ Unikátní odstíny: starý problém pro novou generaci"". Vision Vision. 41 (21): 2811. doi:10.1016 / s0042-6989 (01) 00243-7. ISSN 0042-6989. S2CID 1541112.
- ^ Webster, Michael A .; Miyahara, Eriko; Malkoc, Gokhan; Raker, Vincent E. (2000-09-01). "Změny v normálním barevném vidění II Jedinečné odstíny". Journal of the Optical Society of America A. 17 (9): 1545–55. Bibcode:2000JOSAA..17,1545W. doi:10.1364 / josaa.17.001545. ISSN 1084-7529. PMID 10975364.
- ^ Wuerger, Sophie M .; Atkinson, Philip; Cropper, Simon (listopad 2005). "Kužel vstupuje do mechanismů jedinečného odstínu". Vision Vision. 45 (25–26): 3210–3223. doi:10.1016 / j.visres.2005.06.016. ISSN 0042-6989. PMID 16087209. S2CID 5778387.
- ^ Pridmore, Ralph W. (2012-10-16). "Spektrálně odlišné reakce jednotlivých buněk: barvy oponenta nebo doplňkové barvy?". Journal of Optics. 42 (1): 8–18. doi:10.1007 / s12596-012-0090-0. ISSN 0972-8821. S2CID 122835809.
- ^ Griggs, R. A. (2009). „Senzace a vnímání“. Psychologie: Stručný úvod (2. vyd.). Worth Publishers. str.92. ISBN 978-1-4292-0082-0. OCLC 213815202.
informace o barvě se zpracovávají na post-receptorová buňka úroveň (podle bipolárních, gangliových, thalamových a kortikálních buněk) podle teorie oponentského procesu.
Další čtení
- Baccus, S.A. (2007). "Načasování a výpočet ve vnitřních sítnicových obvodech". Roční přehled fyziologie. 69: 271–90. doi:10.1146 / annurev.physiol.69.120205.124451. PMID 17059359.
- Masland, R. H. (2001). "Neuronální diverzita v sítnici". Aktuální názor v neurobiologii. 11 (4): 431–6. doi:10.1016 / S0959-4388 (00) 00230-0. PMID 11502388. S2CID 42917038.
- Masland, R. H. (2001). „Základní plán sítnice“. Přírodní neurovědy. 4 (9): 877–86. doi:10.1038 / nn0901-877. PMID 11528418. S2CID 205429773.
- Sowden, P. T .; Schyns, P. G. (2006). „Procházení kanálu ve vizuálním mozku“ (PDF). Trendy v kognitivních vědách. 10 (12): 538–45. doi:10.1016 / j.tics.2006.10.007. PMID 17071128. S2CID 6941223.
- Wässle, H. (2004). "Paralelní zpracování v savčí sítnici". Recenze přírody Neurovědy. 5 (10): 747–57. doi:10.1038 / nrn1497. PMID 15378035. S2CID 10518721.
- Manzotti, R. (2017). Model doplňkových obrazů založený na vnímání. SAGE Otevřeno, 7(1), 215824401668247. doi: 10,1177 / 2158244016682478
- Yurtoğlu, N. (2018). Http://www.historystudies.net/dergi//birinci-dunya-savasinda-bir-asayis-sorunu-sebinkarahisar-ermeni-isyani20181092a4a8f.pdf. History Studies International Journal of History, 10(7), 241-264. doi: 10,9737 / hist.2018,658
- Brogaard, B., & Gatzia, D. E. (2016). Kortikální barva a kognitivní vědy. Témata v kognitivních vědách, 9(1), 135 - 150. doi: 10,1111 / vrcholy.12241