Farbige Nachbilder

Das menschliche Farbsehen ist beeindruckend und kann uns helfen, über eine Million verschiedene Farbtöne zu sehen und zu unterscheiden. Psychologen verwenden eine visuelle Täuschung, die als Farbnachbild bezeichnet wird, um unsere Wahrnehmung von Farbe zu untersuchen.

Was eine Person als den Farbton von Objekten wahrnimmt, denen sie begegnet, wie z. B. eine Orange, beginnt mit sensorischen Informationen, die von den Augen empfangen werden.

Wenn dieses Licht in die Augen einer Person eindringt, fokussieren die Hornhaut und die Linse es auf die Photorezeptorzellen in der Netzhaut. Als Reaktion darauf erzeugen diese Zellen Signale, die an den visuellen Kortex weitergeleitet werden, wo die Farben von Objekten identifiziert werden.

Entlang dieses Weges gibt es einzelne Neuronen, die unterschiedlich auf unterschiedliche Farbsignale reagieren.

Zum Beispiel gibt es bestimmte Neuronen, die als "grün an, rot aus"-Zellen bezeichnet werden und nur durch grünes Licht aktiviert werden. Dieselben Zellen werden jedoch durch rotes Licht gehemmt.

In ähnlicher Weise gibt es Neuronen, die als "Rot an, Grün aus"-Zellen bezeichnet werden und auf Rot reagieren, aber durch Grün gehemmt werden. Daher behandeln Komponenten des Gehirns diese Farben als "Gegner": Das Vorhandensein der einen wird als Abwesenheit der anderen interpretiert.

Infolgedessen kann man sich Grün und Rot als entgegengesetzte Werte auf einer zweidimensionalen Ebene vorstellen - jeweils negativ und positiv. Tatsächlich sind alle spezifischen Einzelfarben, die wir sehen, geordnete Punktpaare in diesem Koordinatensystem.

Dieses Video zeigt, wie man eine solche Opponenz, die ursprünglich von Ewald Hering im Jahr 1878 entdeckt wurde, mit Hilfe der Farbnachbild-Illusion untersuchen kann?wo Individuen? Das Gehirn wird dazu verleitet, eine gegnerische Farbe in einer Position wahrzunehmen, die zuvor von ihrem antagonistischen Farbton ausgefüllt wurde.

Wir erklären nicht nur, wie man Reize erzeugt und Farbwahrnehmungsdaten sammelt und interpretiert, sondern wir untersuchen auch, wie Forscher diese Illusion nutzen können, um verschiedene Facetten des Farbsehens zu untersuchen.

In diesem Experiment werden die Teilnehmer gebeten, mehrere Versuche durchzuführen, in denen sie zuerst auf farbige Formen starren müssen - während der sogenannten Induktionsphase - und dann, während sie dieselben Formen in Schwarzweiß betrachten, angeben müssen, welche Farbtöne sie sehen, die als Nachbildphase bezeichnet wird.

Während der ersten Induktorphase werden zwei gleiche Formen - wie ein Stern - 10 s lang nebeneinander auf einem Computerbildschirm gezeigt. Diese Formen sind in Größe und Ausrichtung identisch, aber mit unterschiedlichen Farben gefüllt, wie z.B. Blau und Gelb, von denen jede ein eigenes Gegenstück haben sollte – eine Vorgabe, die für die zweite Phase entscheidend ist.

Für die Dauer jedes Versuchs werden die Teilnehmer angewiesen, sich auf einen Kreis zu fixieren, der zwischen den Formen zentriert ist, um Augenbewegungen zu vermeiden, die die Illusion beeinträchtigen könnten.

In der Nachbildphase bleibt die schwarze Scheibe auf dem Bildschirm, aber die farbigen Bilder auf beiden Seiten werden durch Bilder der gleichen Form ohne Farbe ersetzt: weiße Sterne, die schwarz umrandet sind.

Die Teilnehmer werden dann gefragt, welchen Farbton sie an einer zufälligen Position in einem Stern sehen, und die Farbe, die sie angeben, dient als abhängige Variable.

Der Trick dabei ist, dass während der Induktorphase farbempfindliche Zellen aktiv sind – zum Beispiel feuern einige stark als Reaktion auf einen blauen Reiz. Der Wechsel von den Induktionssternen zu Schwarz-Weiß-Formen führt jedoch dazu, dass diese Zellen aufgrund der Abwesenheit jeglicher Farbe plötzlich aufhören zu signalisieren.

Aber, Teilnehmer? Das Gehirn interpretiert diesen abrupten Stopp so, dass die Farben des Gegners vorhanden sind?Ein Mangel an Signalen von zuvor aktiven blauempfindlichen Zellen wird als Beweis für Gelb gewertet.

Als Ergebnis füllen die Teilnehmer die Schwarz-Weiß-Formen mit den Gegenfarben aus, die während der Induktionsphase gezeigt wurden, wo ein blauer Induktorstern war, ein gelber Nachbildstern wahrgenommen wird und umgekehrt.

Dies ist die Farb-Nachbild-Illusion, die schnell verblasst, sobald die Teilnehmer ihre Augen bewegen.

Aufgrund der Art und Weise, wie das Gehirn Farben organisiert, wird erwartet, dass die Teilnehmer überwiegend Nachfarben sehen, die dem Induktor entgegenstehen: Grün für Rot zum Beispiel.

Um Stimuli für das Experiment vorzubereiten, öffnen Sie zunächst einen leeren Objektträger in einem Folienbearbeitungsprogramm. Verwenden Sie das Formwerkzeug, um zwei gleich große Sterne zu generieren – einen auf der rechten Seite und den anderen auf der linken Seite – beide vertikal zentriert.

Erstellen Sie dann eine kleine schwarze Scheibe, die zwischen ihnen positioniert ist und als Fixierungspunkt dient.

Um Bilder für eine Induktorphase zu erzeugen, umranden Sie beide Formen in Schwarz. Wählen Sie dann den Stern auf der linken Seite aus und füllen Sie ihn gleichmäßig mit einem hellen Blau. Füllen Sie auf ähnliche Weise den rechten mit einem hellen Gelb.

Wiederholen Sie diesen Vorgang und erstellen Sie zusätzliche Inducer-Folien mit Sternen in verschiedenen Farben, wie Grün und Rot und einem weiteren Set in Grün und Blau.

Kopieren Sie nun eine der Induktionsfolien. Lassen Sie in dieser Replik beide Sterne schwarz umrandet, ändern Sie jedoch ihre Innenfarben in Weiß. Diese fertige Folie wird in der Nachbildphase aller Versuche gezeigt.

Ordnen Sie sie schließlich so an, dass jede Stimulusserie aus zwei Folien besteht: einem farbigen Induktor-Set, gefolgt von einem Nachbild in Schwarz-Weiß für jeden Versuch.

Wenn der Teilnehmer ankommt, leiten Sie ihn zu einem Computermonitor und vergewissern Sie sich, dass er nicht farbenblind ist. Fahren Sie fort, indem Sie die Anweisungen für die Aufgabe erläutern, die sie ausführen werden.

Betonen Sie, dass der Teilnehmer während eines Versuchs versuchen sollte, seine Augen nicht zu bewegen und sich auf die schwarze Scheibe zu konzentrieren, die in der Mitte des Computerbildschirms erscheint.

Sobald Sie sicher sind, dass der Teilnehmer die Nachbildaufgabe versteht, lassen Sie ihn zwischen 10 und 20 Versuche durchführen. Notieren Sie für jede Farbe neben inducer-color den Farbton, der als Nachfarbe ausgewählt wurde.

Um die Daten zu analysieren, zählen Sie die Ergebnisse und erstellen Sie eine Tabelle, in der die am häufigsten ausgewählte Nachfarbe für jede Induktorfarbe dargestellt ist.

Beachten Sie, dass die ausgewählten Nachfarben überwiegend Gegner der Induktor-Farbtöne sind, was darauf hindeutet, dass die Teilnehmer? Gehirne wurden ausgetrickst, wodurch sie Farbtöne sahen, die in Wirklichkeit nicht da waren: Farb-Nachbild-Illusionen.

Jetzt, da Sie wissen, wie Sie visuelle Reize nutzen können, um eine Farbnachbild-Illusion hervorzurufen, schauen wir uns an, wie Forscher diese Technik nutzen können, um die anatomischen Grundlagen hinter dem Farbsehen und Krankheiten, die diese Wahrnehmung beeinflussen, besser zu verstehen.

Bisher haben wir uns auf das normale Sehen konzentriert. Variationen des Nachbildtests können jedoch auch eingesetzt werden, um Krankheiten besser zu verstehen, die die Farbwahrnehmung beeinflussen, wie z. B. Arten von Farbenblindheit, bei denen beide Farbtöne eines gegnerischen Paares gleich erscheinen.

Zum Beispiel können Forscher vergleichen, wie lange eine Person ein farbiges Nachbild wahrnimmt, mit Zeiten, die von normalen Kontrollteilnehmern berichtet werden. Illusionen, die über einen abnormalen Zeitraum bestehen bleiben, können auf eine Farbsehkrankheit hinweisen.

Nachbildtests können dann mit anderen Farbwahrnehmungsbewertungen und bildgebenden Verfahren kombiniert werden, um festzustellen, ob ein Defekt in der Netzhaut, im visuellen Kortex oder in der Sehbahn, die Signale zwischen diesen beiden Bereichen weiterleitet, dafür verantwortlich ist.

Sie haben gerade das Video von JoVE über farbige Nachbilder gesehen. Inzwischen sollten Sie wissen, wie Sie Formen in verschiedenen Farbtönen verwenden können, um diese Illusion zu untersuchen und Daten über die Farbe des Gegners zu sammeln und zu interpretieren. Wichtig ist, dass Sie auch verstehen, wie Nachbilder dazu beitragen können, Gehirnregionen zu identifizieren, die an der Farbwahrnehmung beteiligt sind, und Krankheiten im Zusammenhang mit dem Farbsehen zu diagnostizieren.

Danke fürs Zuschauen!