توضح هذه المقالة طريقة جديدة لمحاكاة ودراسة التكيف في النظام البصري.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
توضح هذه المقالة طريقة جديدة لمحاكاة ودراسة التكيف في النظام البصري.
وقد تم تطوير العديد من التقنيات لتصور كيف ستظهر صورة لفرد مع حساسية بصرية مختلفة: على سبيل المثال، بسبب خلافات البصرية أو العمر، أو نقص اللون أو المرض. يصف هذا البروتوكول تقنية لدمج التكيف الحسي في المحاكاة. ويوضح البروتوكول مع المثال من رؤية اللون، ولكن لا ينطبق بشكل عام على أي شكل من أشكال التكيف البصري. يستخدم بروتوكول نموذج بسيط من رؤية اللون الإنسان على أساس الافتراضات القياسية ومعقولة حول لون الشبكية وآليات القشرية التشفير وكيف يمكن لهذه ضبط حساسيتها للكل من متوسط اللون ومجموعة من الألوان في التحفيز السائدة. يتم تكييفها مكاسب الآليات بحيث يتم مساواته لهم يعني استجابة تحت إطار واحد لسياق مختلف. المحاكاة تساعد في الكشف عن حدود نظرية التكيف وتوليد "الصور تكييفها" أن تتم مطابقة الأمثل لبيئى معيننمت أو مراقب. وهي توفر أيضا مقياسا مشتركا لاستكشاف آثار التكيف داخل مختلف المراقبين أو في بيئات مختلفة. إن توصيف الإدراك البصري والأداء مع هذه الصور يوفر أداة جديدة لدراسة وظائف ونتائج التكيف على المدى الطويل في الرؤية أو الأنظمة الحسية الأخرى.
ما قد تبدو العالم مثل للآخرين، أو إلى أنفسنا ونغير؟ الأجوبة على هذه الأسئلة مهمة بشكل أساسي لفهم طبيعة وآليات الإدراك والعواقب المترتبة على كل من تغيرات طبيعية والسريرية في الترميز الحسي. وقد تم تطوير مجموعة واسعة من التقنيات والنهج لمحاكاة كيفية ظهور الصور للأفراد مع الحساسيات بصرية مختلفة. على سبيل المثال، وتشمل هذه المحاكاة من الألوان التي يمكن أن يكون هناك تمييز من قبل أنواع مختلفة من أوجه القصور لون 1، 2، 3، 4، والاختلافات المكانية واللونية التي يمكن حلها من قبل الأطفال الرضع أو المراقبين السن 5، 6، 7، 8، 9 ، كيفية ظهور الصور في الرؤية المحيطية حتى الطبقة = "XREF"> 10، والنتائج المترتبة على الأخطاء البصرية أو المرض 11 و 12 و 13 و 14. كما تم تطبيقها لتصور التمييز التي من الممكن بالنسبة للأنواع الأخرى 15 و 16 و 17. عادة، مثل هذه المحاكاة استخدام قياسات الخسائر حساسية في مختلف قطاعات السكان لتصفية صورة وبالتالي تقليل أو إزالة هيكل لديهم صعوبة في رؤية. على سبيل المثال، الأشكال الشائعة للعمى الألوان تعكس فقدان واحد من اثنين من المستقبلات الضوئية الحساسة لموجات متوسطة أو طويلة، والصور التي تمت تصفيتها لإزالة إشاراتها عادة تظهر يخلو من الأشكال "المحمر مخضر" 1. وبالمثل، والأطفال الرضع لديهم حدة الفقيرة، وبالتالي فإن الصور المجهزة للحساسية المكانية خفضت من تظهر ضبابية . و "> 5 هذه التقنيات توفر الرسوم التوضيحية التي لا تقدر بثمن ما يمكن أن يرى شخص واحد لا آخر قد ومع ذلك، لم يفعلوا ذلك - وغالبا ما لا يقصد بها - تصوير التجربة الحسية الفعلية للمراقب، وفي بعض الحالات قد تحريف كمية وأنواع المعلومات المتاحة للمراقب.
توضح هذه المقالة تقنية جديدة وضعت لمحاكاة الاختلافات في التجربة البصرية الذي يتضمن سمة أساسية من الترميز البصري - التكيف 18 و 19. جميع الأنظمة الحسية والحركية ضبط باستمرار لسياق ما يتعرضون له. A رائحة نفاذة في غرفة يتلاشى بسرعة، في حين تتسع رؤية لكيفية مشرق أو تعتيم الغرفة. الأهم من ذلك، تحدث هذه التعديلات ما يقرب من أي سمة من الحوافز، بما في ذلك التصورات "رفيع المستوى" مثل خصائص وجه شخص ما 20،الطبقة = "XREF"> 21 أو لهم صوت 22 و 23، وكذلك معايرة الأوامر الحركية قدم عند تحريك العينين أو الوصول لكائن 24 و 25. في الواقع، من المرجح أن يكون التكيف خاصية أساسية من المعالجة العصبية كلها تقريبا. توضح هذه الورقة كيفية دمج هذه الآثار التكيف في محاكاة مظهر من الصور، التي أساسا "التكيف مع صورة" للتنبؤ كيف يمكن ان تظهر لمراقب معين في ظل حالة محددة للتكيف 26، 27، 28، 29. يمكن لعوامل كثيرة يغير حساسية مراقب، ولكن يمكن التكيف غالبا ما تعوض عن جوانب مهمة من هذه التغييرات، حتى يتسنى للخسائر الحساسية هي أقل ظهورا مما كان متوقعا من دون افتراض أن نظام يتكيف. على العكس من ذلك، لالتكيف يضبط حساسية وفقا للسياق التحفيز الحالي، هذه التعديلات مهمة لدمج للتنبؤ بكيفية تختلف كثيرا التصور عندما تختلف البيئة أيضا.
ويوضح البروتوكول التالية تقنية عن طريق تكييف محتوى اللون من الصور. رؤية لون له ميزة أن المراحل الأولية العصبية من لون الترميز مفهومة جيدا نسبيا، وكذلك أنماط التكيف 30. الآليات والتعديلات الفعلية معقدة ومتنوعة، ولكن النتائج الرئيسية للتكيف يمكن تصويرها باستخدام بسيطة ونموذج من مرحلتين التقليدية (الشكل 1A). في المرحلة الأولى، يتم ترميز الإشارات اللونية في البداية من قبل ثلاثة أنواع من المستقبلات الضوئية مخروط التي تعتبر حساسة الحد الأقصى لموجات قصيرة، متوسطة أو طويلة (S، M، L والمخاريط). في المرحلة الثانية، يتم الجمع بين الإشارات من المخاريط مختلفة داخل الخلايا بعد receptoral لتشكيل "لون الخصم" تشاnnels التي تتلقى مدخلات العدائية من المخاريط مختلفة (وبالتالي ينقل "لون" المعلومات)، وقنوات "غير الخصم" أن ألخص معا المدخلات مخروط (وبالتالي الترميز "سطوع" المعلومات). يحدث التكيف في كل المراحل، ويعدل إلى جانبين مختلفين من لون - المتوسط (في المخاريط) والفرق (في القنوات بعد receptoral) 30، 31. الهدف من المحاكاة هو تطبيق هذه التعديلات على آليات نموذج ومن ثم تقديم صورة من مخرجاتها تكييفها.
عملية التكيف الصور تتضمن ستة مكونات رئيسية. هذه هي 1) اختيار الصور. 2) اختيار شكل أطياف الصورة؛ 3) تحديد التغير في لون البيئة؛ 4) تحديد تغيير في حساسية مراقب؛ 5) باستخدام برنامج لإنشاء الصور تكييفها. و6) باستخدام صور لتقييم الآثار المترتبة على التكيف. تيانه التالية تعتبر كل من هذه الخطوات بالتفصيل. وتتضح ردود نموذج وآلية أساسية في الشكل 1، في حين أن الأرقام 2-5 أمثلة تظهر الصور المقدمة مع هذا النموذج.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: يوضح بروتوكول يستخدم البرنامج الذي يسمح احد لتحديد الصور وثم تكييفها باستخدام الخيارات المحددة من قبل مختلف القوائم المنسدلة.
1. حدد الصورة للتكييف
2. تحديد الحوافز والمراقب
3. حدد الشرط التكيف
4. حدد الحساسية الطيفية المراقب
ملاحظة: بالنسبة للآثار التكيف من بيئات مختلفة، والمراقب وعادة ما تظل ثابتة، ويتم تعيين إلى الافتراضي "مراقب القياسية" مع متوسط الحساسية الطيفية. هناك 3 قوائم لتحديد حساسية الطيفية الفردية، التي تتحكم في كمية صبغة فحص أو الحساسيات الطيفية المراقب.
5. التكيف مع صورة
6. تقييم آثار التكيف
ملاحظة: المرجع الأصلي وتكييفها الصور محاكاة كيف يجب أن تظهر نفس الصورة تحت الدولتين من adapta غرارنشوئها، والأهم من ذلك، تختلف فقط بسبب حالة التكيف. وبالتالي فإن الاختلافات في الصور توفر نظرة ثاقبة الآثار المترتبة على التكيف.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أرقام 2-4 توضيح المحاكاة التكيف مع التغيرات في المراقب أو البيئة. الشكل 2 يقارن ظهور توقع الحياة لا يزال سيزان مع التفاح للمراقب الأصغر والأكبر سنا الذين يختلفون فقط في كثافة عدسة الصباغ 28. الصورة الأصلية كما يتضح من خلال العين الأصغر سنا (الشكل 2A) تظهر اصفرارا من ذلك بكثير وباهتة من خلال عدسة أكثر المصطبغة كثيفة (الشكل 2B). (التحولات الم...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يوضح البروتوكول يتضح كيف آثار التكيف مع التغير في البيئة أو المراقب يمكن تصويرها في الصور. شكل هذا التصوير يأخذ سوف تعتمد على الافتراضات لنموذج - على سبيل المثال، كيف يتم ترميز اللون، وكيف يمكن للآليات الترميز الاستجابة والتكيف. وهكذا فإن أهم خطوة هي تحديد على نموذج لرؤية الألوان - على سبيل المثال ما خصائص القنوات المفترضة هي، وكيف يفترض أنهم على التكيف. الخطوات المهمة الأخرى هي لتعيين المعلمات المناسبة لخصائص البيئات اثنين أو اثنين من الحساسيات مراقب، ان كنت التكيف بين.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
بدعم من المعاهد الوطنية للصحة (NIH) منحة EY-10834.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الكمبيوتر | |||
| لتكييف | |||
| لغة البرمجة ( على سبيل المثال ، < / em> Visual Basic أو Matlab) | |||
| برنامج لمعالجة الصور | |||
| الحساسيات الطيفية للمراقب (للتطبيقات التي تنطوي على تكيف خاص بالمراقب) | |||
| أطياف انبعاث الجهاز (للتطبيقات المعتمدة على الجهاز) |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.