HSKY LOKAPRÓF PREPP

Kallar, Kellingar og kenningar

Gustav Fechner (1801-1887): sáleðlisfræði- upphaf rannsókna þar
Ernst Weber (1789-1878): sáleðlisfræði
Muller: lífeðlislegar
Helmholz: lífeðlislegar
Santiago Ramón y Cajal: lífeðlislegar
Edwald Hering - gagnferlakenning
Berlin & Kay - rannsókn á litaskynjun
Posner - athygli
Green & Bavelier - Attentional blink
Wertheimer, Köhler, Koffka (1920s-1950s); Palmer and Rock (1990s
irvinng Biederman - formeindakennign
Yong-Helmholtz kennignin
Maxwell - fyrstr að skýra litaskynjun
Duncan - object-based athygli
Egly - object-based rannsókn
Fei Fei - vettvangsskynjun
Reichardt - hreyfiskynjun
Stevens - scaling and magnitude estimation
Hubel & Wiesel - Móttökusvið í sjónberki
Tarr & Pinker - template kenning
Palmer - Template

Hvað er Skyhrif (sensation)?

Virkni skynkerfanna og starfsemi
- Uppbygging: hvernig nema skynkerfin ytri orku/áreitii
- Umbreyting: Hvernig ytra áreiti (hljóð) er breytt yfir í annras konar orku (taugaboð)

\# Getan til að nema áreti og breyta í einkareynslu

Hver eru skynkerfin?

Sjón: hlutir, breytingar, rými, litir
Heyrn: hljóðskynjun, staðsetning hljóða, mál og tónlist
Lykt
Bragð
Snerting: skynjun líkamsstöðu, hiti sársauki
- hreyfi- og jafnvægisskyn

Hvað er Skynjun (perception)?

Eftir að taugaboð fara
- ferlið frá því að ljóseind berst til augna og þar til við sjáum meðvitað

Þetta er úrvinnsla taugaboða frá skynkerfum:
1. Einkenni hluta skráð (t.d. línur og litir)
2. Hvernig einkennunum er raðað saman til að mynda hluti
3. Hvernig hluturinn fær merkingu

Hluturinn sem fær merkingu:
*Fjarreiti* - áreitið (hluturinn) sem við erum að horfa á (skynja)
*Nærreiti* - sú mynd af áreitinu/fjarreitinu (hlutnum) sem fellur á nethimnu augans
- Skynhrif koma fjarreiti ekki óbreyttu til skila þannig að sú mynd sem við sjáum af ytra umhverfi byggir að hluta til á ályktun (úr umhverfinu og fyrri reynslu)

Skynvillur (visual illusions)

Eru ákveðin áreiti sem eru "rang" túlkaðar af skynkerfinu (horfa)
- Tvíræðni (ambiguity): eitt skynáreiti túlkað á fleiri en einn veg

Hvaða aðferðir eru til að mæla og skoða skynjun?

1. Sáleðlisfræðin
2. Lífeðlisfræðin

1. Sáleðlisfræðin (psychophysics)

- Þröskuldur skynjunar
- Mat á skynjun tengt breytilegum áreitum (scaling and magnitude estimation)
- Kenning um skynjun merkja (SDT)
- Skoða skynjunina

Tilkoma: áhugi á skynjun færðist frá heimspeki yfir í sálfræði sem rannsóknargrein og markar þar með upphaf sálfræðilegra rannsókna. Markmið var að reyna að finna leiðir til þess að mæla skynjun
- efnislegir eiginleikar áreita mælanlegir
- breyting í skynjun mæld með *breytileika* á birtustigi eða heyrnarstigi

Gustav Fechner

Upphaf sálfræðilegra rannsóknar
Tengsl skynjunar og efnis:
- Andinn og efnið (panpsychism)
- Samband er á milli styrk áreitis og upplifunar á áreiti, þ.e.
\> hvað er veikasta áreiti sem við getum enn greint
\> hversu ólík þurfa tvö áreiti af sömu tegund að vera til að við getum greint á milli þeirra
\> hvernig breytist skynjun þegar áreiti breytist

Hann útfærði niðurstöður Webers
- Lögmál Fechner's: S \= k log R
\=Breytingar á skynjun hægt að taka log af upphafsáreiti x fastan
\# Gerði ráð fyrir því að skynjun breytist alltaf hægar en efnislega áreitið

Ernst Weber

Var mest að vinna með snertiskynjun og vildi skoða hvað er minnsti greinalegi munur á milli tveggja áreita af sömu tegund
- Two-point thouch threshold

Minnsti skynjanlegi munur á þyngd:
- Merkjanlegur munur (just noticable difference; JND): minnsti greinanlegi munur á milli tveggja áreita og er alltaf hlutfall af styrk upphafs áreitis
- Afstæð skynmörk (difference threshold): minnsti munur á milli tveggja áreita sem er greindur. Er það sama og JND - minnsti greinanlegi munur á milli tveggja áreita
*JND ≈ DT*

\# Hann gerði áhugaverðar rannsóknir þar sem hann var að meta hversu mikill munur var í þyngd hluta til að geta greint mun á þyngd JND
\# Áttaði sig á því að minnsti greinanlegi munur er alltaf fast hlutfall af styrk upphafs áreitis \= grunnurinn á að mæla skynjun og efnislegs áreitis með stæðrfræðiformúlu
- 1/40 \= fasti þetta á bara við um þyngd en virkar í báðar áttir - léttara eða þyngra

-Lögmál Webers: DL(Difference Limits)/S \= (K\=fasta)
\= Skynjun okkar á breytileika efnislegra áreita, byggir á þyngd áreita og er stöðugt hlutfall af þyngd/styrk upphafs áreitis

Hverjar eru aðferðir sáleðlisfræðinnar?

Fechner- klassískar aðferðir: notum ákveðnar aðgerðir til þess að mæla
1. Þröskul áreitis (absolut threshold - hvar eru mörkun að skynja og skynja ekki)
2. Afstæð skynmörk (difference threshold)

- Method of constant stimuli
- Method of limits
- Method of adjustment
Aðferðir til að meta skynjun með þröskuld skynjunar

Method of Constant stimuli

Ef hljóð er spilað fyrir einstaklinginnn þá er spilað mörg áreiti fyrir hvern styrk og manneskjan á bara að segja hvort hún heyri eða heyri ekki
Mörkin eru sett við þann styrk þar sem fólk segir já í 50% tilvika þá er það *absolut threshold* fyrir þann einstakling

Method of limits

Hefur engan ákveðin skýran þröskuld

Valið eru ákveðið markir tónar sem hafa mismunandi hljóðstyrk og byrjar kannski hátt og lækkar þangað til manneskjan segist ekki heyra lengur - næst væri svo kannski hægt að byrja neðarlega þangað til manneskjan segist heyra

Breytilegt er hvar manneskjan segist heyra - svo er meðaltal tekið fyrir á skiptunum og þröskuldurinn reiknaður þannig út. Alltaf breytilegt hvar limitið er

Gallin er að ekki er hægt að mæla nákvæmlega - veist ekki hvenær fólk er að giska eða ekki - útaf limitið er breytilegt

Method of adjustment

Einstaklingur sjálur fær að stilla, eykur styrkinn sjálfur þangað til hann heyrir og minnkar þangað til hann heyrir ekki

Hvað gerir scaling and magnitude estimation?

Skoðar almennt hvernig skynjun breytist þegar áreiti breytist
\= scaling and magnitude estimation

Kúrfan lítur svipað út frá mörgum einstaklingum
Stevens - skoða styrk áreitis í ákveðnu veldi, ef veldi er minna en 1 þá breytist skynjunin hægar

Hverjar eru takmarkanir aðferðanna í sáleðlisfræðinni?

Aðferðir sáleðlisfræðinnar eru takmarkaðar að því leyti að

a. Skynjun er breytileg og alltaf ákveðin truflun til staðar
b. Svarhneigð einstaklinga er mismunandi, fólk hefur líka tilhneigingu til að svara og bregðast við á ólíkan hátt óháð áreitinu

Einnig skiptir ekki máli ef við skoðum sama einstaklinginn yfir tíma eða meðaltal margra einstaklinga - skiptir máli ef við berum saman tvo einstaklinga

Kenning um skynjun merkja (signal detection theory)

Í þessari aðferð er samanburður og bara einn styrkur notaður. Hljóð er til staðar í 50% tilvika
Mælir skynjun með tilliti til truflunar og persónuleika
1. Skynhrif \> hversu næmur einstaklingur er fyrir styrk áreitisins
2. Svarhneigð \> fólk hefur mismunandi svarhneigð

Uppsetning er ólík klassísku aðferðunum að því leiti að áreiti af vægum styrk (nálægt þröskuldi) er stundum til staðar og stundum ekki
Hit \= já; og áreitið er til staðar
Miss \= nei; áreitið er stil staðar
Skoðað er hlutfall HIT á móti FALSE ALARM

Hvernig er reiknað út næmini kerfisins?

Deprime er næmistuðull og hann er reiknaður út - hann segir til um hversu líkleg við er í að greina þegar það er hljóð & truflun eða bara truflun (annað hvort er hljóð á eða ekki, truflun er þegar ekkert hljóð nema suðið í eyrunum á okkur)
Hversu líkleg við erum að greina hljóð frá trufluninni
Hljóðstyrkurinn er alltaf vægur þannig þú veist í raun aldrei fyrir vissu hvort hljóðið er til staðar

Svarhneigð hefur áhrif á hlutfall MISS og ALARM
\> einn vill vera viss um að svara alltaf þegar það er hljóð
\> öðrum sem vill ekki svara nema vera 100% viss um að það hafi verið hljóð
\= fyrri svarar oftar já þegar áreiti er til staðar \> SVARHNEIGÐ

\# Stöðluð svarviðmið: setur fólk í aðstæður þar sem tveir eru bornir saman og neyddir til að vera báðir liberal eða báðir neutral

2. Lífeðlisfræðin

Virkni og starfsemi tauga (heilans)
- cingle cell recording
- brain imaging
- gera kleift að skoða virkni heilans og úrvinnslu skynjunar

Rannsóknir að miklu leyti gerðar á dýrum sem gerði þeim grein fyrir sérstöðu skynjunnar

Muller: við erum einungis meðvituð um virkni og starfsemi taugafruma, skiptir ekki máli hvað - heldur hvernig taugafruma er virkjuð
Helmholz: hversu hratt sendir taug boð
Santiago Ramón y Cajal: uppgötvaði taugamót

Hverjar eru aðferðir lífeðlisfræðinnar?

Mælt virkni einstakra tauga (single cell recording) rafskaut stringt niður í heila og mælt þannig
- ekki notað á fólk

Mælt virkni taugahópa (svæða) eina tækið sem mælir beint boðspennu frá hópum af virkum taugafrumum
\=\> PET skanni og fMRI

Samantekt 1. kafli

- Geta gert grein fyrir skynjun og skynhrifum og útskýrt hver munurinn er.
- Greint á milli nærreitis og fjarreitis.
- Geta útskýrt tilkomu sáleðlisfræði (psychophysics), lögmál Webers og hugmyndir/kenningu (lögmál) Fechners.
- Geta fjallað um einstaklingsmat á skynjun sem mæliaðferð (scaling og magnitude estimation)
- Geta útskýrt mismunandi aðferðir til þess að mæla þröskuld skynjunar (absolute threshold)
- Geta gert kenningu um skynjun merkja (signal detection theory) góð skil
- Geta fjallað um upphaf lífeðlislegra mælinga og þær aðferðir sem eru notaðar í dag

Hvernig skynjum við hluti með sjón?

Skynjum endurkast ljóss og breytileika birtu sem hefst í nethimnu
Ýtarlegri í LGN í stúku og enn ýtarlegri í V1 og svo heldur úrvinnslan áfram í heilaberki

\# Breytileiki í birtumagni er grunnurinn að því sem kerfið nýtir sér til að skynja umhverfið. Við erum með þróaðra kerf
\# Það sem heilinn er að gera er að mála mynd eftir tölum. Hann fær uppl frá auganu þar sem fjöldi ljóspunkta er í nethimnu sem er skellt á nethimnuna með mism styrkleika. Hærri tala er meiri styrkleiki - Það kastast frá ljósari flötum.
Þessi breytileiki nýtir kerfið sér til að byggja upp skynjunina. Heilinn reiknar út frá þessum uppl hvar dökkir og ljósir fletir eru ásamt skilum þar á milli (útlínur)

Hvað er Ljósáreiti?

Ýmist er það samsetning agna (ljóseinda) eða sem bylgju - og er tegund af rafsegulbylgjum
- Ljósbrot (refraction): verður þegar ljósið fer í gegnum vatn eða gler
- Endurkast (reflection): þegar geislar sólu ná til jarðar og endurkastast frá umhverfinu (meira á ljósari fletum) í augað

\# við skynjum á bilinu 400-700nm þannig að ljós er lítill hluti af rafsegulsviðinu

Augað (upprifjun)

Fremst er hornhimnan og þar á fyrsta ljósbrotið sér stað
- Augasteinn: ýmist kúptur eða flatur eftir því hvort við erum að horfa á hluti langt í burtu eða nálægt okkur
- Hlaupkennt gel (linsa): fyrir aftan augasteininn og hefur líka áhrif á ljósbrotið
*\= Allt þetta ^ beinir ljósinu inn að miðju í sjóngróf og er í samræmi við stærð augans.*

Fjarlægðin inn að augnbotni getur verið meiri eða minni og getur orsakað að fókusinn sé fyrir framan (nærsýni) eða aftan nethimnu (fjærsýni)

ÞAð sem við horfum á lendir á hvolfi á nethimnumyndinni og síðan erum við með skynnema, tvískautafrumur og hnoðfrumur sem senda upplýsingar áfram upp í heilabörk

Hvernig er nethimna uppbyggð?

1. Ljós ferðast alveg innst í augað og þar eru ljósnemar/skynnemar/móttökyfrumurnar sem taka við áreitinu (keilur og stafir)
2. Ljósnemar losa síðan boðefni og virkja þannig tvískauta
3. Tvískauta virkja hnoðfrumur
4. Þræðir hnoðfrumna mynda sjóntaug sem leiðir að heila

\# 2, 3 og 4 eru lög af nethimnu þar sem ákveðin úrvinnsla er strax farin afstað
\# Skynnemar eru innst og hnoðfrumur yst og sími þeirra leiða út og mynda sjóntaugina - lóðrétt og lárett boðskipti

Tvískautafrumur og úrvinnsla

Midget: upplýsingar fra keilum \> 1-2-1 tengsl við skynnema - smáatriði
- smáatriði: skil milli dekkri og ljósari fleti til að gera útlínur o.fl.
\# Hver skynnemi sendir á 2 tvískatafrumur og eru Midget tvískautafrumur ýmist on eða off center sem þýðir að *þær bregðast við auknu eða minnkuðu birtumagni.* Þarf meira af birtu til að vera virkjuð.
\> Sjóngróf hefur að mestu leiti keilur

Diffuse: upplýsingar frá stöfum - tengjast 50 skynnemum
\> virkjast þegar lítil birta er til staðar
\# Gefur grófari mynd af umhverfi og getur verið virk í minni birtu. Allir 50 er með smá ljós sem er nóg til að tvískautafruman virkjast. *Stafir virkjast þegar lítið birtumagn er til staðar. *
\> Fyrir utan sjóngrófina er meira af stöfum

Sjóngróf \> skynnemar \> tvískauta

*\> Þetta er grunnurinn að flóknu úrvinnslukerfi*

Hlutverk Hnoðfrumna (ganglion cells)

Senda boð frá nethimnu til stúku í *lateral geniculate nucleus (LGN)*
Þær skiptast í þrennt:
P: taka við uppl frá midget - senda á parovcellular (3-6) lag í LGN
M: taka við frá diffuse - senda á magnocellular (1 og 2) lag í LGN
K: er minna vitað um en talið að það tengist bláa og gula litakerfi
*Hægt er að greina þessa uppý

Sjóngróf \> skynnemar \> tvískauta \> hnoðfruma \>LGN

Móttökusvið hnoðfrumna (receptive fields)

Grunnurinn að því að sjá og greina hluti
Hver fruma (tvískauta og hnoð) hefur ákveðið *móttöksvið* (það svæði nethimnu þar sem ljósáreiti virkjar ákveðna taugafrumu) og heilinn raðar því upp í heildarmynd

Frumur í nethimnu \= Tvískauta og hnoð - hafa hringlaga móttökusvið
Frumur í LGN \= Hrilaga móttökusvið
Móttökusvið eru ýmist:
- On-center/off-surround: plús í miðju og mínus utanum
- Off-center/on-surround: : Mínus í miðju og plús utanum
\> þær greina breytleika í birtu
\> Sýna meiri svörun þegar birtumagn lendir á plús svæði
\> Hamlast ef ljós fellur á mínus svæði
\# Kerfið er ekki að bregðast við heildar birtumagni - bara skoða hvar er meiri og minni birta og nýtir sér breytileikann

Mótttökusvæði er upphafssviðið til að skynja útlínur ofl en er mismunandi eftir því hvar það er staðett í sjónferlinu
1. Ljósið fer afstast og virkjar þar keilur og stafi
2. Hver keila og stafir tengjast tvískauta og hnoðfrumum á ákveðin svæði í nethimnunni:
Lárétta fruman tengist tvískauta og lætur hana fá uppl
Keilur -Midget tví - P hnoð \> parvo LGN (smáatriði, litir)
Stafir - Diffuse tví - M hnoð \> Magno LGN (gróf uppbygging)

Hver fruma tekur bara við upplýsingum frá sínu svæði í nethimnunni og það er mikilvægt svo heilinn geti smám saman vitað hvar upplýsinarnar eru staddar í sjónsviðinu

\# Það er nánast aldrei þannig að ljós lendir bara á + eða - svæði en taugafrumurnar eru að bregðas við því hvort það sé meira ljós á + eða - svæðinu. Aukning eða hömlun er mismikil eftir birtustigi og svörun er fjöldi boðspennuskota
\# Þetta kerfi fer eftir aðstæðum - Fruman er að meta og gefa upplýsinga um hvar er meiri og minni birta MIÐAÐ VIÐ þá birtu sem er til staðar. Þannig greinum við útlíur smá saman skynjun á hlutum

Flatartíðni (spatial frequency)

Sjóngráða \= ákveðinn flötur á sjónhimnu
- mælieining fyrir hevrsu örar breytingar á ljósum og dekkri flötum eru fyrir hverja sjóngráðu
Aðalmálið er hvort það hefur hátíðni eða lágtíðni
- hátíðni: fleiri skiptingar og minni fletir, smáatriði
- lágtíðni: færri skiptingar og stærri fletir, útlínur, form \> grófari mynd

Tengsl flatartíðni við móttökusvið:
Hvert móttökusvið virkjast við ákveðinni flataríðni
- taugavrumur í sjónsvæðum heilabarkar virðast bregðast við mismunandi flatatíðni (móttökusvæði eru misstór)
- mismunandi flatartíðni gefur mikilvægar uppl
Mynd getur verið brotin niður í há og lágtíðni
Taugafrumur í LGN tengjast annaðhvort í stór eða lítil móttökusvið
-smáatriðakerfið leyfir okkur að byggja upp myndir

Hvert móttökusvið virkjast af ákveðinni flatartíðni
Há flatartíðni virkjar minna móttökusvið sem tengist ákveðni tvískautafrumu sem sendir svo upplýsingarnar áfram til hnoðfrumu og áfram á móttökusvæðu á LGN

Þessi úrvinnsla er strax í nethimnu
Taugafrumur í sjónsvæðum heilabarkar virðast bregðast við mismunanndi flatartíðni (móttökusvæði eru misstór)
Mismunandi flatartíðni gefur miklar upplýsingar (lá tíðni - útlínur, form, há tíðni - smáatriði)
Hátíðni er skörp skil: midget tvískauta og P-hnoðfrumur
Lágtíðni sér fleti eftir birtustigi en enginn skörð smáatriði; diffuse tvískauta og M hnoð

Mismunandi taugafrumur greina háa og lága FT sem gerir það að verkum að heilinn greini gróf stærri atriði eða smáatriði

Taugafrumur bregðast við mismunnandi flatartíðni
- hnoðfrumur
- frumur í sjónberki
Magno cellular kerfi
- hlutir sem hreyfast hratt
- staðsetning og rými og hreyfing
Parvocellular kerfi
- smáatrið
- form og litir (hlutir)
svo tala þessi kerfi eitthvað saman

Dæmi um hvernig ákveðin flatartíðni passar við ákveðna stærð á móttökusviði
Fyrir miðlungsflatartíðni lendir ljósið á + og á dekkri -
Fyrir háa flatartíðni er bæði ljos og dökk á + og - og móttökusviðið virkjast ekki fyrir lága flatartíðni

Móttökusvið virkjast við það að ná ákeðinni flataríðni. Fruman er fyrst og fremst að svara þegar ljós flöturinn lendir á + og dökki flöturinn lendir á - hluta sviðsins
Hvert móttökusvið hefur sína flatartíðni sem virkjar það
Lítið móttöksvið vill háa flatartíðni

Hvað er flatartíðni og hvernig tengist það móttökusviði hnoðfrumna?

Flatartíðni er mælieining hversu ör skiptin frá ljósu yfir í dökk svæði á hverri sjóngráðu. Hvert svið er hannað til þess að taka við flatartíðni.
Taugin sem liggur að móttökusviðinu virkjast efti hlutfallslegum breytileika birtustigs milli ljós og dökks flatar. Til þess að aðliggjandi taugafruma virkjist verður ljósi flöturinn alltaf að lenda á + og dökki á - svæðnu

Contrast

Á við um hversu skörp skilin eru milli ljósu og dökkku flatanna
- Ákveðinn breytileiki í eiginleikum hluta og flata eins og lit og birtumagni
- Breytilegt hversu mikið ljós endurkastast frá samligjandi flötum (hlutum í umhv)

\# Flatartíðni er hversu ör skiptingin er frá ljósu yfir í dökkt
\# Hinsvegar er Contrast hversu mikill birtumunur er á ljósa og dökka fletinum
Ef lítill munur er á ljósa og dökka fletinum virkar ljósi hluturinn dekkri og dökki hluturinn ljósari
Ef mikill munur er á contrast sjáum við frekar svart og hvítt
- flatartíðni hversu örar skiptingarnar eru - það hversu lítinn punkt er verið að horfa á - hversu náið sést ljóst vs. dökkt. Stærri svæði eru færri skiptingar því að skilin á milli ljósari og grófari eru ekki jafn nákvæm - renna saman

Contrast sensitiviy

Contrast Sensitivity Function (CSF): samband breytileika í birtu við flatartíðni
- meira viðkvæm fyrir lægri contrast þegar við erum með miðlungsflatartíðni heldur en þegar við erum með lægri eða hærri flatartíðn
Hver er minnsti munur í birtu í magni sem við getum greint fyrir mismunandi FT?
- Hersu vel greinum við milli hluta og áferða þegar munruinn er á birtumagni sem er lítill

\# Það sem átt er við með contrast og samspil milli contrast og flatartíðni er að við getum greint betur contrast við miðlungs flatartíðni

Móttökusvið LGN

\# Hvernig við tengjum taugaboð við skynjun

Hringlaga móttökusviðin í nethimnu tengjast móttökusvæði LGN í stúku.
Mótt. LGN getur fengið upplýsngar frá nokkrum móttökusviðum í nethimnu.
LGN vinnur meira með upplýsingarnar en gert er i nethimnu
en í nethimnu er bara kannað birtuleikann - ekki hvar breytileiki birtu á sér stað.
Uppls. sem koma í LGN eru aðskildar því að ákveðnar upplýsingar frá nethimnu fara á ákveðinn stað á LGN í stúku. Það er unnið með staðsetningu til að byggja upp mynd og vita hvar línan er
Svo sendir LGN upplysingarnar áfram í sjónbörk
til móttökusviðs í V1 sem getur fengið uppl frá mörgum móttökusviðum LGN
sjóngróf \> nethimna \> skynnemar \> tvískauta \> hnoðfruma \> sjóntaug \> sjónkross \> LGN \> V1

Leiðin (Í V1)

Hvar: hvirfilblað - staðsetning í rými
Hvað: gagnaugablað - litir og form (almennt hvernig hlutur lítur út bara)
Leiðin frá hnoðfrumum - sjóntengslabarkar
Diffuse tvískauta \> m-hnoðfrumur \> Magno \> hvirfilblað \= Hvar (gróf)
Migdet tvískauta \> p-hnoðfrumur \> parvo \> gagnaugablað \= Hvað? (smáatriði)

Stig 1: nethimna og taugafrumur með ákveðin móttösvið sem greina línur með ákveðinn halla
Stig 2: gestalt reglur. Skilar af sér ákveðinni táknmydn fyrir hluti. Búið að raða einkennum saman, samþætta og aðgreina - hvernig lítur sú mynd út \> stig 3

Lateral geneculate nucleus (LGN)

6 lög:
Parvocellular:
- 4 ytri lög
- Smærri frumur
- Lítið móttökusvið
- Nema mismunandi bylgjulengdir
\=\> smáatriði

Magnocellular:
- 2 innri lög
- Stærri frumur
- Stór móttökusvið
- Nema ekki mismunandi bylgjulengdir
- Nema stóra hluti á hreyfingu
\=\> gróf
Koniocellular

\# Upphafsúrvinnslan í sjónkerfiinu á sér stað í nethimnunni. Heldur svo áfram í LGN kjarna í stúku. Síðan áfram upp í V1 á rákarberki
Ákveðið skiplag á upplýsingum sem svarar nethimnu
LGN tekur við boðum frá heilaberki og frá öðrum stöðum í stúku

- 2 innri lögin eru magnocellular. Stærri frumur með stærri móttökusvið. Eru að greina upplýsingar sem eru grófari stærð flata. Fást líka upplýsingar um hreyfingu. Halda áfram yfir í HVAR leiðina upp á hvirfilblað.
4 ytri eru parvocellular og eru minni frumur með minna móttökusvið - Smáatriði.
Uppl sem síðar eru nýttar til að búa til táknmynd fyrir hluti í umhverfinu (skynjar hluti í umhverfinu).
Líka frumur sem nema mismunandi bylgjulengdir sem eru grunnurinn að litaskynjun
Á milli eru konicellular. Minna vitað um þessur frumur nema þær tengjast litaskynjun og þá sérstakega blá-gula kerfið

\# í stúkunni er byrjað að kortleggja hvar í sjónsviðinu hlutir eru (topographichal mapping) - Heldur áfram í V1 í sjónberki
Upplýsingar í vinstra sjónsviðin lenda hægra megin á nethimunni og fara upp í hægri stúku LGN
Upplýsingar í hægra sjónsviði lenda í vinstra LGN
Hér byrjar heilinn að kortleggja hvar í sjónsviðinu hlutir eru staðsettir
LGN er ekki bara að senda boð áfram upp í heila heldur tekur líka viðboðum frá heilaberki.
Þessvegna getur heilinn haft áhrif á úrvinnsluna sem á sér stað í stúku. Hvernig heilinn túlkar upplýsingar frá nethimnunni getur verið breytileg frá fyrri reynslu

Sjónbörkur (visual cortex)

Ákveðin samsvörun á sér stað í uppröðun upplýsinga frá nethimnu að skráningu í V1 (eins og í LGN)

Miðjuhluti nethimnunnar (10 sjóngráðu) tekur upp 80% af V1 frá svæðinu

- Kortlagninn heldur áfram í V1. Eftir hvar upplýsingar er í sjónsviðnu lengda þær á ákveðnum stað í LGN og þannig á ákveðnum stað í V1. Þannig getur heilinn kortlagt staðsetingu sem er mikilvæg fyrir skynjunnina

Miðhluti nethimnunnar - þar sem er fókus - tekur langmestan hluta tauga í V1. Mest er að vinna með upplýsingarí miðju nethimnunnar - one2one tengingar. Þær upplýsingar sem lenda fyrir utan fókuspunktinn er gróf úrvinnsla - engin smáatriði heldr aðeins gróf uppbygging umhverfis. Þyrftum stærri auga og stærri heila til að geta séð allt í fókus

Visual crowding: getum lent í aðstæðu sérstaklega þegar margir hlutir eru utan fókus að við eigum erfitt með að greina þær upplýsingar
Ástæðan er a þetta er ekki oftast vandamál er að við erum alltaf að færa fókuspunktinn til. Yfirleitt er líka hreyfing og við erum fljót að spotta hreyfingu þó að upplýsingarnar eru fyrir utan fókuspunktinn

Móttökusvið í sjónberki

Móttökusvið ólíkt því sem virkar í LGN
Frumur í sjónberki virkjast af:
- línum (mismunandi snúnigur)
- brúnum/útlínum
- hreyfingu

\# Frumur í nethimnu og LGN eru með hringlaga móttökusvið sem eru on/off þ.e. með + og - svæði. Greina ótal ljóspunkta og eru að greina hvar er minni og meiri birta.

\> Móttökusvið fyrir frumur í sjónberki eru öðruvísi. Erum enn að vinna með breytileika í birtumagni en móttökusviðin eru með aðra lögun. Frumurnar eru farnar að vinna með stærri einingar og þær eru ekki að greina punkta heldur línur sem eru með ólíkan halla.
\> Greina útlínur, horn, halla og hreyfingu

HVer eru tengslin á milli hnoðfrmna í LGN sem bregðast við ljós punktum og barkarfrumna?

Hver LGN fruma tengist inn á sitt móttökusvið í nethimnu.

Hver fruma í V1 tengist nokkrum LGN frumum og vinnur þannig stærri upplýsisngar
\> þ.e. hvar eru línur.
\=\> Þannig tengist ein V1 fruma inn á mörg móttökusvið nethimnu
Það er enn verið að vinna með breytileika í birtumagni og greina stærri breytingar í umhverfinu

Barkarfrumur geta verið einfaldlega flóknar. Munurinnn er að einfalda barkarfrumur með ákveðinn mínus og ákveðin plús svæði. Flóknar frumur eru ekki með + og -á þeirra móttökusviði (ert bara plús - svara ef eitthvað lendir á þeirra MTS). þær senda boð ef lína lendir einhversstaðara á móttökusvæði þeirra.

Einfaldar barkafrumur: sem greina línur eða útlínur. Svarar bara ef lína lendir á + en ekki ef hún lendir á -

Flóknar barkafumur: svo framanlega sem línan lendir á móttökusviðinu þá svarar fruman. Línan þarf að lenda rétt á mótt. nema línur í ákveðnum halla sem lenda e-h staðar á móttökusviðinu. Ef hún lendir rangt á þ.e. ekki með réttan halla fyrir þetta móttöskus. þá svarar fruman ekki

Fleiri frumur sem bregðast við láréttum og lóðréttum línum en línum í halla er mjög mikil sérhæfing í gangi. Hver fruma gefur boð um að þarna í sjónsviðuninu er lína í þessum halla - Flóknu geta jafnvel sagt til um hreyfingu því hún svarar sama hvar í móttöksviðinu línan lendir

Tengsl nethimnu og V1

Sjónhimna - Sjóntaug - Sjónkross - LGN - Sjónbörkur (v1)

Taugaþræðir ganglion frumna mynda sjóntaugina sem liggur frá sjónhimnu til heilans. Við heiladingul er sjónkross, þar fara sumir þræðir yfir miðlínu (s.s boð frá sjónhimnu berast til hægra og vinstra heilahvels). Það er hægt að skipta sjónhimnunni í tvennt, neflægur hluti (innri) og gagnlægur hluti (ytri). Þræðir frá innri nethimnu ferðast til gagnliggjandi heilasvæðis.

Fyrsti móttökustaðurinn er LGN kjarninn í stúkunni, tekur við upplýsingum frá fleiri skynkerfum - það skiptir máli upp á samræmi. Hann hefur 6 lög ( Parvocellular hefur 4 ytri lög og Magnocellur hefur 2 innri lög). Í LGN er ákveðið skipulag, aðliggjandi frumur á sjónhimnu senda boð á aðliggjandi frumur í LGN kjarna. Vinstra augað sendir boð á ákveðin lög og hægra á ákveðin lög, þau senda ekki upplýsingar á sama lag í V1.

Næst fara upplýsingar til sjónbarkar, þaer eru önnur viðtakasvæði, sem eru ólík þeim í LGN. Frumur í sjónberki virkjast af línum, brúnum og hreyfingu. Í sjónberki eru bæði einfaldar og flóknar barkafrumur. Einföldu eru með viðtakasvæði sem bregðast við línum, halla, þykkt og stærð. Flóknu frumurnar bregðast við áreiti sem hreyfist frá vinstri til hægri en ekki þegar það hreyfist frá hægri til vinstri. Sjónbörkurinn (v1) er fyrsta svæðið sem fær upplýsingar frá báðum augum.

End stopping frumur

Ekki plús og mínussvæði. Fruma svarar línu sem hefur ákveðna lengd og ákveðinn halla. Mikil sérhæfing í gangi á V1. Ótal margar tölvur þar sem hver talva gefur heilanum ákveðnar uppl

Dálkar og yfirdálkar (columns and hypercolumns)

Dálkur: Lóðrétt uppröðun tauga sem bregðast við samskonar áreiti

Yfirdálkar: Samansafn dálka sem bregðast við öllum mögulegum snúningum (orientation 0-1180 gr) lína fyrir ákveðin part sjónsviðsins
Einn yfidálkur fyrir hvort auga

\# Hubbel og Weisel fundu: V1 virðist skipulgat þannig að þetta eru ótal margir yfir. Hver yd tengist ákveðnum stað í sjónsviði (tekur við upplýsingum frá ákveðnum stað í sjónsviðinu) og yd skiptist í undirálka. Hver d hefr taugarumur seem bregðast við línum með ákveðinn halla. Bregst því við öllum mögulegum snúningum á línum.
Dálkarnir eru hópur af taugafrumum

Námsmarkmið 2&3 kafli

Geta fjallað um uppbyggingu og virkni ljósáreitisins
Geta fjallað um uppbyggingu og virkni nethimnunnar
Geta útskýrt virkni og tilgang móttökusviða (receptive fields)
- Geta fjallað um og útskýrt móttökusvið fyrir mismunandi frumur (frumur í nethimnu, LGN, og V1)
Geta gert grein fyrir flatartíðni
- Hvað er flatartíðni og af hverju og hvernig skiptir þetta hugtak máli fyrir skynjun
- Hver eru tengsl móttökusviða og flatartíðni
Geta fjallað um boðleiðina frá nethimnu til sjónbarkar
Geta fjallað um dálka (columns) og yfirdálka (hypercolumns)
Geta fjallað um uppbyggingu og virkni LGN (og tengsl við uppbyggingu nethimnunnar)
Geta útskýrt tengls nethimnunnar og sjónúrvinnslu í V1
Geta fjallað um hvar og hvað leiðirnar

Skynjun hluta

Ekki fyllilega vitað hvernig heilinn fer að skynja hluti.
Vitum að frumur í LGN og nethimnum bregðast við ljóspunktum. Frumur í V1 eru sérhæfðar frumur og aðgreina línur

Spurningin er:
Hverni fara upplýsingar um línur út á allt í sjónsviðinu í að skynja hluti og parta af heildinni
Hvað gerist eftri að við erum búin að greina allar línur?

Hvernig verða ljóspunktar og línur að hlutum? (vandinn)

Upplýsingar sem við fáum frá nethimnu, LGN og V1 eru ólíklega upplýsingar en heildarmyndin og þá hvernig við skynjum myndina frá mismunandi sjonarhornum og frá öðrum hlutum

Þetta er vitneskja um sjónúrvinnslu hingað til:

M og P hnoð \> LGN; marvo og parvo \> V1 \> Hvirfilblað; V2, V3, V4 \=\> Hvað og hvar leiðin

Frumur virkjast af misflóknum áreitum eftir því hvar á sjónleiðinni þær er staðsettar

\# Hvar og hvað leiðin sem eiga upptök sín strax í nethimnunni - fara til laganna í LGN og svo til V1. Leiðirnar haldast áfram upp í hvirfilblað og gagnaugablað. Eftir því sem er komið lengra fara frumurnar að haga sér öðruvísi og fara að nema flóknar og flóknari áreiti
LGN er frumur sem bregðast vð ljóspunktum af mismunandi styrkleika
V1 bregðast við línum með ólíkan halla.
Frumur í V4 bregðast við ólíkum mynstrum. Meiri viirkni er sýnd með hlýrri litum. Dekkri fletir sýna meiri virkni

Hvað leiðin (occipito/temporal lobe)

Inferiotemporal cortes (IT) er hluti af hvað leiðinni (ventral stream)

Rannsóknir Gross ofl
Sérhæfing taugafruma meira bundin við hluti heldur en einföld einkenni - taugar hér bregðast ekki við ljóspunktum og línum

\# Rannsóknir á öpum sýna:
Frumur eru farnar að bregðast við hlustun t.d. bregðast frekar við andliti en glasi og aðrar bregðast frekar við glasi en flösku. Önnur sérhæfing sem á sér stað er að frumr eru farna að bregðast frekar við ákvenum hlutum en öðrum

Inferiotemporal cortex (IT)

Taugafrmur hér eru ekki eins staðbundnar (localized)
- stór móttökusvæði

Hægt að þjálfa - sveigjanleiki (plasticity) fruma

Skemmd hér veldur visual agnosia

\#Þarna eru taugar sem súndu bara svörun þegar ákveðnir hlutir voru sýndir en ekki þegar aðrir hlutir voru sýndir. Frumurnar eru ekki tengdar inná ákveðna staði nethimnunnar. Virðast ekki hafa ákveðin móttökusvið. Eru mjög sveigjandlegar þannig að eftir að nýr hlutur lærist virkjast ákveðnar frumur við þeirri mynd. Byggjast á reynslu

Visual agnosia: Fólk sér en getur ekki þekkt hluti. Getur lýst hlutnum en þekkir hann ekki
Prosap agnosiia: þeekkja ekki andlit
Þessar rannsóknir eru gerðar á öðum því hefur verið verið að setja rafskaut í heila sem geta skemmt út frá sér. Stundum þarf að skera svæðin úr heila hja mönnum t.d. vegna flogaveiki. Þá þarf að kortleggja svæðin, rannsóknir eru gerðar í leiðinni

Rannsókn Quiroga ofl

Mældi einstaka taugafruma hjá einstaklingum með flogaveiki. Mismunandi taugar virkjuðust við mismunandi áreit.

\# Frumur í IT eru mjög tengdar dreka þar sem skráning langtímaminninga á sér stað.

Galli við rannsóknina: var takmarkað magn af myndum sem voru sýndar. Getum ekki útilokað

Ömmufruman (grandmother cell)

Þetta er kenning, er þessi fruma til?
Líklegt er að þekking hluta byggi á mun flóknara ferli - þekkjum hluti í ákveðnu samhengi og á mismunandi hátt
Vitum þó að frumur eru missérhæfar og að ákveðin svæði heolans tengjast ákveðinni úrvnnslu:

FFA- Fusiform Face Area:
\> Andlit frekar en hlutir
PPA - Parahippocampal Place Area:
\> Staðir/hús
EBA - Extrastritae body area
\> Límanshlutar
MT - Middle Temporal Area
\> Hreyfing

\# Sérhæfing spilar sérstakt hlutverk við að greina myndum en ekki raunhæft að hver fruma þekkir bara ákveðna mynd
Frumur virðast frekar bregðast við ákveðnum upplýsingum t.d. andlitum, stöðm, hreyfingu. Náum samt ekki að útskýra fyllilega hvernig heilinn fer að þvía ð byggja upp skynjun

Hvað vitum við ekki?

Engar beinar taugafræðilegar sannanir fyrir því hvernig sjónkerfið:
- Samþættir einkenni fyrir hver hlut
- greinr einn hlut frá öðrum
- Aðskilur hlut frá bakgrunni
- Veit hver hlturinn er
Notum hér hugfræðilegar kenningar - tilgátur um hvernig kerfið virkar

\# Engar beinar sannanir fyrir því um hvernig heilinn er að því að samþætta öll einkenni sem á við um einn hlut og aðgreina frá öðrum hlutum. Þessar sérhæfðu taugar eru ekki nóg til að úskýra hlutaskynjun

Þrjú stig skynjunar

Sjónúrvinnsla: kenningar og tilgátur
1. Fyrsta stigs skynjun (low-level vision)
- Taugafrumur bregðast við einstaka eiginleikum hluta (feature detectors
\# Úrvinnslan sem gerist í V1. Þar eru taugar sem bregðast við ákveðnum einkennum t.d.
- hvar línur eru
- hvað eru þær langar
- hvar er horn,
- hvar eru útlínur.
\# Vitum heilmikið um þetta og erum með rannsóknir á bakvið

2. Annars stigs skynjun (middle vision)
- Einstaka einkenni hluta sett saman til að mynda hlut (feature biding)
\# Vitað minna. Settar fram tilgátur um hvernig þetta gæti virkað
Gallin við hugfræðina er að við erum að tala um hluti sem við höfum ekki beinan aðgang að t.d. minni. geta öllum einkennum sé raðað saman og búið sé til táknmyndir fyrir hlutinn sem við erum að horfa á. Taka við öllum einkennu frá fyrsta stigi og raða saman í táknmynd.

3. Þriðja stigs skynjun (high-level vision)
- Táknmynd fyrir hlut fær merkingu (er tengd táknmynd í minni)
\# Tekur táknmyndina og gefur henni merkingu, reynsla spilar inn

Miðstig: vandinn

Sú mynd sem fellur á nethimnu augans er tvíræð. Hlutir eru oft ú fókus og að hluta til faldir bakvið aðra hluti í umhverfinu
Sami hlutur gefur ólíka mynd á nethimnu út frá sjónarhorni. Útlínur oft ekki skýrar - lítill munur í birtumagn
Ekki ljóst hvernig kerfið ákveður hvað eru aðal atriðin

\# Hvað er mögulega að gerast á 2. stigi.
Erum að skoða tilgátur um hvernig kerfið gæti verið ð virka
Upplýsingar sem enda á nethimnu er mjög takamarkaða. Hvernig heilinn fer að því að taka upplýsingarnar frá V1 og byggja upp skynjun
Útlínur eru ekki oft skýrar og vantar inn í. Götin koma vegna þess að það er ekki birtumunur á myndinni á bakgrunninum. Heilinn fyllur upp í og ályktar þar sem vantar upplýsingar. Endanleg skynjun er ávalt túlkun á því talið er verið að sjá. Við sjjáum hlut og bakgrunn því að heilinn túlkar það þannig. Hann fyllur upp í.Byggt á reynslu. endanleg skynjun fer alltaf lengra en upplýsingarnar sem heilinn fæ

Miðstig: Samþætting upplýsinga

Kerfið þarf að:
- Ákveða hvaða eiginleikar eiga við hvaða hlut (litit, útlínur, horn, birtumagn, áferð)

- Aðgreina einn hlut frá öðrum

- Greina hluti frá bakgrunni

Samþætting uppl geist á öðru stigi skynjunnar
Kenningarnar byggja á prófuðum tilgátum um hvað er líklegt

\# Á þessu stig er verið að samþætta og aðgreina. Hér þarf kerfið að
\> Álykta um hvaða línur fara saman og mynda einn hlut.
\> Ákveða hvað eru hlutir og hvað er bakgrunnur.
\> Aðgreina einn hlut frá öðrum.
Hér er ekki vita hvernig heilinn fer að þessu þannig er hér notað tilgátur um hvernig þetta gæti farið fram. Gestlat sálfræðingarnir komu með helstu gildandi tilgátur. Hvað er líklegt að sé að gerast

Gestalt Samþættingar reglur (grouping principles)

Samþættingarreglur \= það sem heilinn nýtir sér til að ákveða hvað fer saman

\# Heilinn: Þegar hann er að reyna að túlka nethimnun myndina nýtir hann sér þessar reglur - ef ákveðnar upplýsingar eru til staðar er líklegast verið að sjá:
-Umhverfi skipt niður í svæði
-Eiginleikar hluta eru settir saman eftir ákveðnum reglum (pumalputtareglur):
\> Samfella þarf að vera líkt
\> Nálægð í rými
\> Samrýmd hreyfing
\> Hliðstæða og samhverfa
\> Sameiginlegt svæði
\> Tengsl

\# Þessar reglur sem Gestalt sálfrðingarnir settu saman fram sem heilinn nýtir sér til að ákveða hvaða línur fara saman og mynda hlut og aðgreina einn hlut frá hver öðrum. Samþætta og aðgreina

Gestalt

\# Þegar Gestalt sálfræðinarnir komu fyrst fram var ríkjandi stefna - fyrsta stefnan - þá var skynjun e-hskonar samþætting af upplýsingum sem eru til staðar. Gestalt voru eki sammála þessu. Þeir vildu meina að skynjun á umhverfi væri alltaf meira en summa upplýsinganna sem er til staðar. þeir bentu a að það er fullt af upplýsingum sem lenir á nethimnunni en það er ekki nóg ap summa þessar uppl á nethimnunni. Myndirnar á nethimnunni eru tvíræðar, hægt að túlka á fleiri en einn vegu, þannig að heilinn þarf að álykta

Heild skynjunar er meira heldur en samþætting upplýsinga
Gagnrýni á formgerðarstenfuna - skynjun er samþætting upplýsniga
Þennt sem gestalt sálfr skoðuðu í sambandi við skynun:
- Lögmál/reglur samþættingar (laws of grouping)
- Goodness of figures
- Skipting í bakgrunn og hluti (figure-grounding relationship)
Tilgátur um það hvernig úrvinnsla skynjunar á miðstigi fer fram

\# Þeir bentu á að myndir á nethimnunni væri oft ekki nóg. Ef Birtumagn hlutar og bakgrunns er það saman þá sérst ekki heil skýr mynd. Heilinn er ekki bara að taka við upplýsingum, hann er að túlka uppl. Heilinn veit hvaða útlínur skipta máli. Endanleg skynjun er meira en bara það sem skilar sér inn í nethimnunni

Reglurnar útskýrðar

Samfella (good contuinuation):
- Ef við erum með 2 línur sem hafa sömu stefnu og virðast framhald af hvor annarri flokkum við það saman sem einn hlut
Líkt og nálægt:
- Flokkað ef hlutir eru líkir og nálægt okkur
- nálægð: einkenni sem eru nálægt hvor öðru í rými eru fllokkuð saman
Hliðstæða og samhverfa:
- Línur sem eru hliðstæðar eða andstæðar eigum við að flokka saman
Samhverfa:
- Mikilvægt að línur spegli hvort aðra til að mynda einn hlut, byggist einnig á reynslu
Sameiginlegt svæði og tengsl:
- Eiginleikar sem eru skynjaðir sem hluti af stærra svæði eða se eru tengdir saman eru "dæmdir" sem einn hlutur(palmero og rock)
Hlutur og bakgrunnur/aðgreining:
- Að gerina hvaða svæði fara saman gefur ekkiupplýsingar u vað er hlutur og vhað er bakgrunnur

Þær reglur sem aðskila hluti frá bakgrunni:
- eitt áreiti umlukið öðru
- stærð
- samhverfa
- hliðstæða
- ytri línur og brúnir
- afstæð hreyfing

Virgil

Sagan stiður
- tilgátu um 3 stig og
- tilgátu um ályktun og úrvinnslu heilans
- ólík sjónarhorn \= ólíkur hlutur
- átti erfitt með að halda fókus á einum hlut í einu
- myndin alltaf að breytast
- skynjar ekki heild hluta á sama hátt
- gat ekki tengt einkenni saman án snertingar

Þriðja stigt skynjun: Vandinn

Þekki hluta (object recognition)
- sérhæfing fruma

Kenningarnar tempate og structural description

Galli við þær allar er að þær líta á skynjun sem bottom up ferli. uppl lenda á nethimnu - stúka - heilabörkur. Gera ekki ráð fryri leiðt frá heila og tilbaka - top down áhrif. Vitum lítið um top down ahrif
Þær gera ráð fyrir að útkoman af stigi 2 sé ólík. Séum að para táknmyndina við merkingu.

\# Þær útsk´tra ekki samhegni og taka ekki innn í myndina og í hvaða samhengi hlturinn er og reynslan. Eru ekki að skoða top-down bara hvernig við tökum uppl og greinum á milli teggja hluta sem hafa sama formið
\# Báðar kenningar gera ráð fyrir því að uppl á stigi 2 sé borið saman við uppl úr langtím minni en ´tfæra það mjög ólíkt
\#formeinda hefur meiri stuðning en template var ekki svo vitlaus hugmynd því til eru rannsóknir eftir "Kalla"sem sýna fólki nýja hluti sem þeir bjuggu til. Fólk lærði að þekkja formin - svo var pása - svo var hann sýndur aftur g hlturinn alltaf sýndur frá sama sjónarhorn. Svo breyttu þeir sjónarhorninu og sýndu og fólki var lenur að átta sig á hvað hluturinn var. Því meira sem hlutnum var snúið því lengur var fólk að þekkja hann miðað við sjónarhornið sem þau voru vön
*sjónarhorn skipa máli þegar við lærum að þekkja hlut*

Kenning um þekkingu hlutar (object recognition)

Flestar kenningar líta á skynjun sem eins konar "problem solving"
Upplýsingar frá auga (línur, hreyfing, litir oofsr) eru skilgreindar og bornar saan við upplýsingar í minni
Þessar kenningar eru bottom-up kenningar
- template kenningar og structural description kenningar
Þessar kenningar þurfa að útskýra
- hvernig fær hlutur merkingu
- hvernig þekkjum við hlut óháð:
\> sjónarhorni
\> tegund

Template kenning

Upplýsingar frá annars stigs skynjun eru "mátaðar" við ákveðin mót í minni
Við berum kennst á orð, hluti eða andllit ef þau passa við mót í minni
Upphaflega ætlað a útskýra hvernig við þekkjum atafi, tölur og aða hluti í tvívídd
Lás og lykill samlíking (skoða)
Við þekkjum hluti óháð ákveðnu sjónarhorni
- viewpoint dependent
Tölvur nota template matching
- fingerprint, bar codes
Tölur í ag nota sveignalegri forrit
- algoriþmar

Takmörkuð kenning - það að þekkja hluti háð sjónarhorni
\> Hvað ef A snýr öfugt?

Gagnrýni: skýrir ekki ferli á 3ja stigi
Vandinn hér er að við þurfum óteljandi mót til að passa við aðeins einn hlut (ólík sjónarhorn td). kenningin er mjög ósveigjanleg og útskýrir ekki hvernig við þekkjum hluti óháð sjónarhorni og tegund

Formeinda (geon) kenning

Fellur undir structural description kenningar
24 formeindir eru undirstaða allra hluta
lýsing fryri hvern hlut skáð í minni
- einstaka þættir og samband þeirra
Accidental and non-accidental properties
samsetning fárra formeinda getur auðvitað mynsturkennsl margra hluta
\# gerir ráð fyrir því að það sem kemur frá stigi 2 eru einhversskonar þvívíddar takmyndir
\# útskýrir hvernig við þekkjum hluti óháð sjónarhorni því það skiptir ekki máli útaf 3D

Kostir:
Hægt að greina formeindir í sundur (discriminaliry)
Byggja á ákvenum eiginleikum hluta sem eru greinanlegir frá flestum sjónarhornum (viewpoint variable)
Getum greint hlut ef við greinu formeindi hlutarins (principle og component recovery)
Útskýrir hvernig við þekkjum hluti í þrívídd óháð sjónarhorni og jafnvel þegar hlutir eru ekki fyllilega sýnilegir

Gagnrýni:
Fleiri en einn hlutur passar við samskonar frmeindir
- ekkis kýrt hvernig við greinum á milli
Kenning dugar ekki vel fyrir flóknari hluti eins og andlit
Útskýrir ekki vel hvernig við greinum á milli mismunandi tegunda fyrir sama hlutinn (fugl)
Þekking hluta er að einhverju leyti háð sjónarhorni

Samansafn 4 kafli

Geta gert grein fyrir því hvað við vitum um sjónúrvinnslu og þekkingu hluta
Þ.e. geta fjallað um rannsóknir á IT svæðinu og tengt það við umræðu um skynjun hluta
Geta gert grein fyrir því hver vandinn er í sambandi við sjónskynjun
Geta fjallað um 3 stig skynjunar (þ.e. hvað gerist á hverju stigi fyrir sig)
Annað stig:
Geta útskýrt almennt hvað gerist á þessu stigi
Kunna gestalt reglurnar (hvað hver regla heitir og hvernig hún virkar)
Geta talað almennt um þá hugmyndafræði sem gestalt reglurnar byggja á og hvernig þær virka í heild
Þriðja stig
Geta útskýrt almennt hvað gerist á þessu stigi
Geta gert kenningum sem fjalla um þetta stig góð skil (template og formeindakenning) hverjir eru kostir og gallar hvorrar kenningar

\# stig 1: einkenna greining
stig 2: táknmynd fyrir hlut
stig 3: merking

Hvað er litaskynjun?

Meðvituð upplifun sem á upptök sín í
- Breytileika innan sjónsviðs
\> endurkast ljóss
\>samblanda af mismunandi bylgjum sem alla á nethimnu
- Uppbyggingu synkerfis
Er samspil ákveðin skynkerfis og breytilegs ljósáreitis

Mr. I hafði ekki litaskynjun og fannst fólk ógeðsleg, sá ekki lengur húðlir, matur meit ógeðslega úr og fannst bara matur sem var raunverulega hvítur og svatur góður

Notagildi litaskynjunar:
- Þekkking og flokkun hluta
- Samskipti og túlkun
- Mat á áhrifum og gæðum

Hvað þarf til að skynja liti?

1. Detection
\> nema mismunandi bylgjulengdir
\> 3 teg keilum (L,M og S keilur)
Discrimination
- Það þarf að aðgreina mismunandi bylgjulengdir
- Virkni þriggja skynnema þarf að greina
\# nýtir sér hversu mikið af löngum miðlungs og stuttum bylgjul. er til staða
Appearence
- Hluti í umhverfinu þarf að tengja við ákveðna liti
- þarf að vera ákveðinn stöðugleiki
\# rautt epli er alltaf rautt alveg sama hvar

Uppbygging skynkerfis

Kerfið okkar er þrílita - monochromatic & dichromatic
The problem við univariance \= monochromatic
- Skynnemar bregðast við birtumagni og vantar breytileika í svörun skynnema (breytleiki í ljósnæmu litarefni)

\# munurinn á mono o thri er grunur skyjunar litar

Ein tegund af ljósnæmu litarefni

Ef við erum bara með eina teg af skynnema (keilu) og h´n sýnir hámarkssvörun við 50 á mynd og syndi sýna minni svörun við t.d. 630. Gallinn þar væri að þarna myndi vantar breytileikann og kerfið getur ekki numið breytileika ljóssins

Promblem with univariace \= ef þáð er bara einn skynnemi þá getur hann ekki nýtt sér breytileika ljóss til að nema mismunani bylgjulengdir. Þurfa að vera amk 2 (3 er standard sjón)
Ljósáreiti (Metamers) sjaldan þannig að það innihaldi bara eina bylgjulengd, er yfirleitt sambland af ólíkum bylgjulengdum

Við gætum ekki greint muninn á þeim sem gefur sömu örvun. Aftur, getur ekki nýtt sér breytileikann í umhverfinu ef kerfið væri bara með eina teg skynn.
Appearence hlutinn í litaskynjun er þegar heilinn fer að sjá litina
- breytileiki í áreitinu inniheldur ólíkar bylgjulengdir einhevrsskonar samband af stuttum, miðlungs og langar bylgjulengdir. Verðum að hafa kerfi sem gefur uppl um breytileikann til að skynja. Þurfum minnst að hafa 2 teg keilna til að bregðast við áreiti

ÞEgar við erum með litla birtu þar sem stafirnir eru virkir þá er breytileikinn til staðar í áreitinu en við nemum hann ekki. Við sjáum ekki liti í myrkri því keilurnar eru ekki virkar
-Vandinn við univariance er að við eru með kerfi sem er of takmarkað, nær ekki að lesa í breytileikann sem er til staðar í ljósáreitinu, þarf minnst 2 teg til að byggja upp litaskynjun

Þrjár tegundir skynnema (keilna)

S keilur (short)
M keilur (medium)
L keilur(long)
M og L keilur sýna svörun við stuttum bylgjulengdu en sýna hámarlssvörun við 535 og 565 svörun

Erum með tvennsskonar áreiti
1. 450nm \= 100% svörun frá s keilm, 50% svörun frá m keilum og ca 30% frá l keilum

2. 625nm \= enging svörun frá s keilum, 50% svörun frá m keilum og 80% frá L keilum \> Þetta er allt detection
*Það skiptir máli því við erum með 3 teg keilna þá getur heilinn lesið í áreiti við ólíkri svörun með 3 nemum*

Litaskynjun kenningar

1. Þrílita kenning
2. Gagnferlakenning

Þrílita kennnigin (thrichromatic theory)

Þrír nemar (blár, grænn og rauður)
Næyttu aðferð James clerk Maxwell sem segir að það þarf þrjá liti til að passa ákveðnu litbrigði
Grunnur að hugmyndum okkar um litaskynjun í dag
Kenning of takmörkuð

\# Ein af fyrstu kenningum sem var sett fram til að útskýra litaskynjun fyrst af Maxwell svo Yong og svo Helmholtz
Þeir fundu út að með aðferðum Maxwell að ef það er ljós vinstra megin og og getur veirð með hvaða lit sem er, Hvað þarf þá marga grunnliti þannig að það sé hægt að gera hvaða grunnlit sem er

Þeirra kenning er takmörkuð því þeir voru ekkert að spá í hvað væri að gerast í heilanum. Bara skoða skynnema í auga. Þeir héldu að hver skynnemi myndi bregðast við afmarkaðri bylgjulend og bera þannig uppl til heila

Litablöndun (color mixture)

Additive mixture: Ljós A og ljós B endurkastast frá hlut að auga (bylgjulengdir lagðar saman)

Subtractive mixture: Lit A og lit B er blandað saman, hvor litur dregur að sér ákveðnar bylgjulengdir og sú bylgjulengd sem eftir er ákvarðar litinn sem við sjáum

Dæmi: blá málning gleypir í sig langar bylgju lengdir, gul stuttar
\= gleypir þær og þá er miðlungs lengdin eftir og þá verður grænt

Aðgreining (discrimination)

Stig 1 \= geta greint ólíkar bylgjulengdir
Stig 2 \= Þegar heilinn er að vinna úr outputinu frá keilunum.
Það eru hnoðfrumur í nethimnu og LGN sem virðast mynda ákveðin kerfi- er líka hringlaga móttökusvið- er að bera saman hvort sé meira miðlungs eða löngum bylgjulengdum

Cone opponent cells - erum ekki að vinna með liti - erum að vinna með bylgjulengdir í LGN og nethimnu
Skráning lita í LGN
on/off frumur
M - L \= grænn - rauður
- P hnoð \> bera samann lagar (rautt) og mið (græn)
S- (M+L) \=
- K hnoð \> langar og mið (gulur) saman við stuttar (blá)
M+L \= bregðast við ljósi

2. Gagnferlakenning um litasjón (opponent process theory og colour processing)

Edwald Heringnotaði fyrirbærafræðilegar rannsóknir
Ákveðin litasamsetnintg er ekki til
Myndleif (after image)
Öll litaskynjun á upptök sín í 3 kerfum (3 pör skynnema)
Hvert kerfi hefur tvö gagnstæð element (skynjum 4 liti í pörum - 3ja parið er hvítur)
Hver skynnemi sýnir aukna svörun við ákveðnum lit í pari á meðan hinn liturnn dregur úr svöruninni

Hann sagði rangt til um hvar þessi skráning þessara gangstæðu eininga ætti sér stað
Báðar kenningar settaf fram til að útskýra virkni skynnema nethimnunnar
Í dag:
Gerum ráð fyrir að báðar kenningar séu að einhverju leyti réttar
\> Keilur í nethimnu bregðast við ólíkum bylgjulengdum -
\> Upplýsingar samþættar í LGN

Colour appearence: fjórir grunnlitir - rík litaskynjun

Þrennt sem ákvarðar mismunandi liti:
1. Litbrigði (hue) \= bylgjulengd
2. Birta (brightness) \= styrkur áreitis (hversu mikið ljós)
3. Litmettun (saturtaion) \= hversu hreinn (pure) litur er þ.e. er liturinn orsakaður af einni bylgjulegnd eða fleir

Skráning litaupplýsinga í heilaberki
Frumur í LGN eru:
- Cone opponent
- Single-opponent colour cells

Frumur í V1 (og fleiri svæðum)
- Double opponent colour cells (flóknari og gefa upplýsingar um litaskiptingar)

Litblinda

Monochromatism (skynjar bara einn lit og "skyggingu þess)
Dichromatismm
- Protaniopia \> engir L
- Deuteranopia \> engir M
- Tritanopia \> engir s (aðgreina ekki gulan og bláan)
Cerebral achromatopsia \= högg eða skemmd í heilaberki, hnakkablað (V4)
Chromatic synetsthesia \= tvö skynkerfi vinna saman, eitt skynkerfi virkjar annað... oft tengt tónlist

Skynja allir liti á sama hátt?

Rannsókn Berlin og Kay
- 11 hugtök fyrir grunnliti í ensku
- Ólíkt mörgum öðrum þjóðfélögum (cultural relativism)
- Þrátt fyrir ólík hgtök er flokkun lita svipað

Rannsónir Rosch
- Sama skipting milli grunnlita hjá mismunandi þjóðflokkum

Sjáum liti yfirleitt í samhengi við aðra liti
- Unrealated colours
- Related colours (brúnn, grár)

Litfesti (colour constancy)
- Birtustig er síbreytilegt sem hefur áhrif á bylgjulengd.
- Nærreitið breytist með breyttu birtumagni \= the roblem with illuminant
- Hinsvegar hefur breyting á nærreiti ekki áhrif a´skynjun okkar á fjarreiti \= sjáum s0m liti fyrir ákveðinn hlut burt séð frá birtuskilyrðum

Ákveðinn stöðugleiki í umhverfinu
Ákveðin þekking til staðar
- ólík birtustig
- ólíkir fletir

Samansafn 5. kafla

Geta útskýrt hvað litaskynjun er (á hverju byggir litaskynjun)
Hver er tilgangurinn með litaskynjun (til hvers)
Geta útskýrt uppbyggingu og virkni þrílitakerfis og borið það saman við ein- og tvílitakerfi
Geta útskýrt vandann við univariance
Hvað eru metamers?
Geta fjallað um tvennskonar litablöndun
Geta fjallað um og útskýrt úrvinnslu lita í LGN og V1
Geta útskýrt og borið saman tvær kenningar um litaskynjun
Geta greint frá litfesti, litblindu og tengslum litaskynjunnar við tungumál

Mismunandi vísbendingar

Depth cue \= uppl um fjarlægðir og dýpt í þrívíðu rými

Oculomotor:
Accomodation (sjónstilling)
Convergence (færast nær)

Visual:
Binocular
Monocular
- Motion parallax
- Static cues - Interposition - Size - Perspective

Oculomotor vísbendingar

Convergence færast nær ef nálægt
Divergence færast fjær ef fjé

Sjónstilling (accommodation):
Breyting á lögun linsu til að fá skýra mynd á nethimnu
- mjó fyrir hluti í fjarlægð - breið fyrir nálæga hluti
- stjórnað með "ciliary" vöðvum

Sjónrænar vísbendingar

Mun betri en oculomotor vísbendingar

Tvíeygis (binocular):
- Upplýsingar frá hægra auga og vinstra bornar saman
- Eykur lítillega sjónsvið en bætir sjón tengda smáatriðum og hreyfingu

Eineygis (monocular)
- Eru til staðar þegar horft er á heiminn með einu auga
- Gefa upplýsingar um fjarlægðir og dýpt í þrívíðu rými

Eineygis fjarlægðarvísbendingar

Án hreyfinga (static): stærð, staða, tengsl hluta og sjónarhorn
Geta verið:
Metrical (absolute, relative)
- uppl um magn
Non-metrical
- uppl um röð ekki magn
Hindrun (occlusion)
- Staða hluta og inbyrgðis tengsl
\> ráðandi vísbending og ein af áreiðanlegðum vísbendingum um dýpt og fjarlægð
\> er nonmetrical fjarlægðar (ekki metrical)

Stærð og staða

Breytileiki í stærð hlutar á nethimnu og stöðu gefur vísbendingu um fjarlægð
Hvar hlutur lendir á nethimnu og stærð (í samanburði við aðra hluti eða byggt á þekkingu um stærð hltar)
- Relative size \= innbyrðis samanburður á stærð hluta
- Texture gradient \= Hlutir af sömu stær eru minni á nethimnunni því meiri sem fjarlægðin er
- Relative height \= Hlutir í meiri fjarlægð ofar í sjónsviði (breytilegt eftir hvar hluturinn lendir m.v. sjóndeildarhring
- Familiar size \= nýtum þekkta stærð hluta og hlutfalla (absolute metrical depth cues)

\> Relative size og relative heigt gefa upplýsingar um fjarlægðir (ekki metrical) en ekki nákvæmar

Sjónarhorn (perspective)

Areal fjarvídd
Línuleg fjarvídd (linear perspective)

Motion parallax

Gefur svipaðar upplýsingar og tvíeygis misræmi
Getur ekki virkað þegar hlutir hreyfast ef óhorfandi er ekki á hreyfingu
Staða hlta færist til eftir því sem sjónarhorn breytist
- Þegar við erum á hreyfingu virkar þetta sem vísbending um fjarlægð
- Hlutir nær færast meira til en hltir fjær

Tvíeygisvísbendingar (binocular cues)

Tvíeygismisræmi \> stereopsis
Samanburður á tveimur nethimnumyndum

Stereoscope og free fusion

Tæki sem leyfir þrívíddar upplifun með því að nota aðeins mismunandi myndir fyrir hægra og vinstra agua
Hægt að ná þessu fram með free fusion

Stereoblindness - stereo sue - strabimus

Random dot stereogram

Hvar á rúmsjón/þríviddarsjón (stereopsis) sér stað?
- Eftir að við þekkjum hluti eða er það partur af "object recognition ferlinu?

Samþætting vísbendinga

Kerfið dregur ályktun \> tilgáta um það hvernig kerfið ályktar út frá vísbendingum
- Kerfið reiknar út líkur
- Fyrri þekking skiptir máli

Ames herbergið

Þegar við horfum inn í Ames herbergið þá virðast hlutföll og lögun eðlileg
Við nánari skoðun kemur í ljós að loft hallar og veggir beinast út á við

Líffræðilegar undirstöður þrívíddarsjónar (stereopsis)

Upplýsingar frá báðum augum þarf að samræma
- Tvíeygis (binocular) taugafrumur í strate cortex
\> tvö viðtakavæði
\> samræmi í næmni viðtakasvæða

Þrívíddarsjón fylgir ekki "hefðbundnu" þroskamynstri
Ýmislegt getur haft áhrif
- Strabismus
- Estropia

Samansafn 6. kafla

Sleppa undirköflum: stereoscopic correspondence (neðst á 182- 184 mið bls) og binocular rivalry and suppression (bls 190 til 192)
Geta gert grein fyrir og útskýrt vel bæði eineygis og tvíeygis fjarlægðarvísbendingar
Hvað þær heita
Hvernig þær virka
Gefið dæmi um virkni þessara vísbendinga í daglegu lífi
Hvernig upplýsingar um fjarlægð og dýpt gefa þær
Geta borið mismunandi vísbendingar saman
Hvernig ályktar kerfið út frá mismunandi vísbendingum (samþætting vísbendinga - The Bayesian approach)
Hverjar eru líffræðilegar undirstöður og þroski þrívíddarsjónar
Geta greint frá skynvillum og af hverju þær eiga sér stað
Geta greint frá free fusion og random dot stereograms

Úrvinnsla upplýsinga er takmörkuð

Við virðumst alrei skrá og vinna fyllilegar úr öllum upplýsingum þess svæðiðs sem við horfum á
- Mikið magn uppl lendir á nethimnu á hverj augnabili en við meðtökum (meðvitað) bara hluta af þeim upplýsingum

Athygli

Höf m þróað kerfi/ferli sem takmarkar það magn upplýsinga sem við vinnum með
Athyglin er öll þau ferli sem gera okkur kleift að
-Takmarka magn úrvinnslu
- Velja ur upplýsingar
Mikilvægt ferli fyrrir þekkingu hluta

Athygli getur verið:
1. Stjórnanleg (controlled)
- einnig talað um innri (endogenous) áhrif
- stýrikerfi VM (athyglistýring): væntingar, reynsla, stjórnun
2. Ósjálfráð (uncontrolled, input attention)
- einnig talað um ytri (exogenous) áhrif
- áhrif frá umhverfinu (stimulus salience)

Athygli getur líka verið:
1. Covert/overt
2. Sustained
3. Skipt (diveded/focused attention)
- skráning ekki fullkomin
- sjálfvirk ferli (automatic processing) auðvelda úrvinnslu ef um fleiri berkefni er að ræða


4. Sértæk athygli (selective)
- athygli eykur styrk skáningar á ákveðnu áreiti og dregur úr/kemur í veg fyrir skráningu á öðrum áreitum
- sía (filtering)

Hvernig takmarkar athyglin úrvinnslu hugans?

Í rúmi:
Við veitum ákveðnum hlutum/stöðum í umhverfinu atygli
- cueing (vísbendingar)
- visual search

Yfir tíma:
Attetional blink
Repetition blindness

Val í rúmi: Áhrif vísbendinga

Hvað þýðir það að veita einhverju athygli?
Rannsókn Posner:
Áhrif vísbendinga
- symbolic
- non-symbolic
Vísbendingar geta líka verð:
- réttar (valid)
- Rangar (invalid)

Rannsóknin skoðaði þátt athyglinnar í skynjun og greiningu áreita
Við erum fljótari að skynja þau áreiti sem athyglin beinist að
- Athyglin eykur virkni taugaboða (mögulega)
Athyglin er takmörkuð við ákveðið svæði eða áreiti
- Takmörkun athyglingar í rúmi

Stimilus onset asynchrony (SOA)
Tíminn á milli þess að vísbending birtist og að áreiti birtist. Það skiptir máli að SOA sé ekki f langt og ekki of stutt
- tegund vísb skiptir hér máli

Symbolic:
Þurfum SOA upp á ca 250ms þegar við erum með vísbendingu sem þarfnast túlkunar
Non-symbolic:
Tíminn á milli þess sem vísbending birtist og áreiti birtist er best að hafa um 150ms, vísbending sem þarfnast engrar túlkunar heldur dregur bara athyglina að sér

Sjónræn leit (visual search)

Líkist meria því sem gerist í raunveruleikanum
Hér reynnum við að finna einn eiginleika á meðal annarra
- Mismunandi eiginleikar
\> tegund og samsetning eiginleika skiptir máli
\> saliency (snúningur, litur, hreyfing, stærð)
- Mismunandi truflin
Línulegt samband á milli fjölda distractors og viðbragðstíma
Viðbragðstími eykst ef eiginleiki er ekki til staðar

Í raunveruleikanum þá leitum við ekki að einum eiginleika meðal margra svipaðra -\> guided search
Conjunction searches -\> Hvert áreitii samanstendur af fleiri en einum eiginleika

Binding

The binding problem
Mismunandi uppl (litir, lögun osfr) eru skráðar á mismunandi stað í heilaberki
Sjáum rauðan bolta
- Lögun (IT)
- Hreyfing (MT)
- Litir (V1, V4 ofl)
hverngi er sett saman í heild?

Kenning Treisman (feature inter gration theory)

Úrvinnsla upplýsinga gerist á tveimur stigum
1. Preattentive stage:
2. Hlutur er brotinn niður í minnstu einingar sem er skráðar sér
- fyrsta stig sjónskynjunar

Focused attentive stage
- Athyglin samþættir upplýsingar (einingar)
- Allir eiginleikar hlutar og staðsetning bundið saman
- Samþætting eiginleika til að skynja hlut gerist bara ef athygli er til staðar

Sannanir fyrir því er illusory conjunction: Röng einkenni bundin saman í hlut

\# Kenning Treisman gerði ráð fyrir því að sjónleit sé nauðsynleg að veita hverju einasta áreiti athygli í röð, raðleit þegar tengsl fleiri en tveggja aðgreinanlegra þátta þarf til að greina áreitin að

Val athygli í tíma

1. Attentional blink
2. Repetition blink

1. Attentional blink

Kerfið er óvirkt í ákveðinn tíma eftri að áreiti hefr verið veitt athygli, tilfinningar skipta máli hér

RSVP paradigm
Þátttakendur sjá röð stafa sem birtast hver á eftir öðrum og ef tíminn milli stafa er 300ms eða minna þá sjá þátttakenur ekki seinni stafinn