Overview
Source : Laboratoire de Jonathan Flombaum, Johns Hopkins University
La vision des couleurs humaine est impressionnante. Personnes ayant une vision normale des couleurs peut dire apart millions de teintes différentes. Plus étonnamment, cette capacité est réalisée avec du matériel relativement simple.
Partie de la puissance de la vision humaine de couleurs est un peu habile de génie dans le cerveau humain. Là, perception des couleurs dépend de ce que l'on appelle un « système adversaire. » Cela signifie que la présence d’un seul type de stimulation est traitée comme une preuve de l’absence de l’autre et vice versa ; absence d’un type de stimulation est pris comme une preuve de la présence de l’autre. En particulier, dans le cerveau humain il y a des cellules qui le feu lorsqu’ils reçoivent des signaux de suggérer que la lumière bleue est présente, ou lorsqu’ils ne reçoivent pas de signaux suggérant une lumière jaune. De même, il y a des cellules qui le feu en présence de jaune ou de l’absence de bleu. Bleu et jaune sont donc considérés comme des valeurs adversaires dans une seule dimension et peuvent être considérés comme négatif par rapport à des valeurs positives sur un axe d’un plan cartésien. Si un stimulus est caractérisé comme ayant une valeur négative sur cet axe, il ne peut pas aussi avoir une valeur positive. Donc, si elle est qualifiée de jaune, il ne peut également être qualifiée de bleu. De même, vert et rouge (ou vraiment, magenta), occupent une autre dimension adversaire. Il y a des cellules dans le cerveau humain qui répondent à la présence d’un ou de l’absence de l’autre. Les figures 1 et 2 expliquent opposition de couleur sur le plan cartésien.
La figure 1. Dimensions couleur adversaire. Le cerveau humain traite couleur à l’aide d’un système de dimensions adversaire. Il s’agit d’un plan à deux dimensions avec bleu et jaune, un axe, qui peut être considéré comme simplement positive ou négative et rouges et vertes occupant l’autre axe d’occupation. La conséquence du système est que le cerveau traite de la présence de certaines couleurs comme indiquant l’absence de l’autre et vice versa. Toutes les couleurs perceptibles occupent un point dans l’espace adverse.
La figure 2. Toutes les couleurs perceptibles occupent un point dans l’espace adverse. Montré ici sont des exemples de couleurs qui ont des valeurs différentes de zéro dans chacune des deux dimensions de l’espace de l’adversaire.
Une façon cette opposition de couleur a été découvert en 1878 par Ewald Hering, avant même que les scientifiques avaient accès à des techniques d’imagerie du cerveau lui-même-est à travers une illusion appelée une image rémanente de couleur. Rétinienne est encore utilisées aujourd'hui pour démontrer les propriétés adversaires de la perception de couleur humaine tant de les étudier.
Cette vidéo montre comment créer une illusion d’image rémanente de couleur et un moyen simple pour recueillir des réponses subjectives de perception auprès des observateurs humains.
Procedure
1. les stimuli
- Ouvrez une diapositive vierge blanche dans un éditeur de diapositives (logiciels tels que PowerPoint ou Keynote suffira).
- Utilisez l’outil de forme pour faire deux étoiles de même tailles avec aucune couleur de remplissage, seulement un mince contour noir. Centrer verticalement sur la diapositive et placer un de chaque côté (gauche et droite).
- Placer un petit disque noir au centre de la lame entre les étoiles. C’est le point de fixation.
- Maintenant, faites une copie de cette diapositive noir et blanche. La deuxième copie de celui-ci sera la deuxième diapositive dans votre relance image rémanente. Passons maintenant à faire la première diapositive en sélectionnant la première des deux lames identiques.
- Sélectionnez l’étoile sur la gauche et le remplir uniformément avec un bleu vif. Sélectionnez l’étoile à droite et remplir uniformément avec un jaune lumineux.
- Le stimulus est maintenant prêt. La première diapositive doit être en couleur et le second devrait être entièrement noir et blanc. La figure 3 montre à quoi devrait ressembler la première diapositive, et la Figure 4 montre la seconde.
La figure 3. Diapositive #1 d’une image rémanente deux diapositives couleur. La première diapositive dans une paire d’image rémanente est en couleur. Le disque noir au centre est le point de fixation.
La figure 4. Diapositive #2 d’une image rémanente deux diapositives couleur. La deuxième diapositive dans une paire d’image rémanente est en noir et blanc. Mais les observateurs percevra illusoire couleur à l’intérieur de la blanche remplit des objets dans l’image (les étoiles dans ce cas).
- Faire des stimuli additionnels pour enquête suivant la même procédure. Par exemple, faire un avec une étoile rouge sur un côté et une étoile verte sur l’autre. Ensuite, faire un avec une étoile verte sur un côté et une étoile bleue sur l’autre. Peuvent servir aussi bien d’autres couleurs.
- Chaque stimulus doit inclure une diapositive couleur suivie d’une diapositive identique en noir et blanc. La figure 5 présente deux exemples de paires de diapositives supplémentaires pour induire des rémanences de couleur.
Figure 5. Deux exemples supplémentaires de diapositives pour induire des rémanences couleur. La première diapositive de chaque paire (rangée du haut) est toujours en couleur. La deuxième diapositive dans chaque paire (rangée du bas) est toujours en noir et blanc.
2. générer l’illusion
- Pour qu’une personne faire l’expérience de l’illusion d’image rémanente de couleur, leur siège devant l’écran de l’ordinateur.
- Charger un des diapositives couleur, par exemple, celui avec les étoiles bleues et jaunes.
- Demandez à l’observateur de se focaliser sur le disque noir au centre de l’écran et à empêcher tout mouvement de leurs yeux.
- Compter 10 s, puis avance que la glisse vers l’avant afin que les diapositives noir et blanc remplace la couleur d’un.
- Demandez aux participants de continuer à maintenir leur fixation. Ils devraient voir les étoiles blanches comme renseigné avec les couleurs adversaires de ceux qui eux renseigné auparavant. Ainsi, l’étoile bleue anciennement se penchera jaune, et celui anciennement jaune ressemblera bleu. Figure 6 RFI la relation entre les couleurs de la première diapositive et les couleurs illusoires qui seront perçues.
Figure 6. Illusoires couleurs perçues par rapport à une diapositive particulière-paire. Dans la diapositive #1, l’étoile de gauche est bleu et l’étoile jaune est jaune. Diapositive #2 est effectivement noir et blanc. Mais lorsque activé/désactivé d’après qu’un observateur a fixé sur la diapositive #1, diapositive #2 sera perçu avec les couleurs illusoires. Plus précisément, les étoiles apparaîtront remplis par les couleurs adversaires des remplir avant, donc l’étoile de gauche sera perçu comme le jaune et celui de droite en bleu.
- Une fois que l’observateur déplace à leurs yeux, l’illusion s’estompe rapidement.
- Remarque, il est facile de le faire sur l’un est l’auto, et ça marche.
3. collecte de données
- Comme avec nombreuses illusions visuelles, les effets sont phénoménologiquement saillant et expérimentés par presque tous les gens. Ainsi, les données quantitatives sert surtout à affirmer ce que l'on éprouve.
- Une simple technique de collecte de données est d’inscrire un X quelque part dans la région de blanche dans la deuxième diapositive dans une paire et de fournir un ensemble d’options de couleur pour les observateurs à choisir parmi.
- La tâche est pour l’observateur sélectionner l’option couleur qu'ils perçoivent où le X est placé. La figure 7 illustre la séquence des événements dans un essai portant sur l’expérience.
La figure 7. Séquence d’événements en un seul essai d’une expérience d’afterimage couleur. L’observateur fixe sur le disque de centre dans la diapositive #1. Après 10 s, l’expérimentateur avance vers l’avant à la diapositive #2. Tâche du participant est de choisir la couleur parmi les options affichées qui correspond le mieux à la couleur qu’ils perçoivent dans la position du « X ».
- Pour exécuter une version complète de l’expérience, utilisez plusieurs paires différentes diapositives. Au cours de chaque essai de l’expérience, placez un X dans une autre partie de l’un des objets de la deuxième diapositive.
- Courir 5 à 10 participants à une expérience avec des essais de 10-20. Tally la couleur choisie en fonction de la couleur qui était présente dans un x position de diapositive de l’essai #1. En d’autres termes, concernent la couleur perçue à la position d’un X sur fond blanc à la couleur précédemment dans cette position. La couleur précédemment dans cette position est appelée la « couleur de l’inducteur », et la couleur perçue est appelé la « couleur après. »
La vision des couleurs humaine est impressionnante et peut nous aider à voir — et de faire la distinction entre — plus de 1 million de teintes distinctes. Psychologues utilisent une illusion visuelle appelée l’afterimage couleur pour étudier notre perception des couleurs.
Ce qu’une personne perçoit comme la couleur des objets qu’ils rencontrent, comme une orange, commence par des informations sensorielles reçues par les yeux.
Lorsque cette lumière pénètre dans les yeux de l’individu, la cornée et la lentille le focus sur les cellules photoréceptrices de la rétine. En réponse, ces cellules génèrent des signaux qui sont relayés vers le cortex visuel, où les couleurs des objets sont identifiés.
Le long de cette voie, les neurones individuels existent qui répondent différemment aux signaux de couleur distincte.
Par exemple, il y a certains neurones — appelées cellules « vert sur, rouge éteint » — qui ne sont activées par la lumière verte. Cependant, ces mêmes cellules sont inhibées par la lumière rouge.
De même, il y a des neurones appelé « rouge sur vert hors » des cellules qui répondent aux rouge, mais qui sont inhibés par green. Ainsi, les composants du cerveau traitent ces couleurs comme des « opposants » : la présence d’une est interprétée comme l’autre étant absent.
En conséquence, vert et rouge peuvent être considérés comme occupant des valeurs opposées sur un plan bidimensionnel — respectivement, positifs et négatifs. En fait, toutes les couleurs individuelles spécifiques que nous voyons sont classés en paires de points dans ce système de coordonnées.
Cette vidéo montre comment enquêter sur cette opposition, initialement découverte par Ewald Hering en 1878, à l’aide de l’illusion d’image rémanente de couleur — où les cerveaux des individus sont trompés en percevant une couleur adversaire dans une position déjà comblé par sa teinte antagoniste.
Nous avons non seulement expliquer comment générer des stimuli et de recueillir et d’interpréter les données de perception des couleurs, mais nous examinons également comment les chercheurs peuvent demander cette illusion pour étudier les différentes facettes de la vision des couleurs.
Dans cette expérience, les participants sont priés d’effectuer plusieurs essais dans lesquels ils doivent tout d’abord regardent les formes colorées — au cours de ce qu’on appelle la phase inducteur — et tout en regardant les mêmes formes en noir et blanc, préciser ce qu’ils voient des teintes — dénommé la phase afterimage.
Au cours de la première phase de l’inducteur, deux de la même forme — comme une star — figurent côte-à-côte sur un écran d’ordinateur pendant 10 s. Ces formes sont identiques dans la taille et l’orientation, mais sont remplis de différentes couleurs, telles que le bleu et le jaune, chacun devrait avoir un adversaire distinct — une stipulation essentielle pour la deuxième phase.
Pendant la durée de chaque participants à l’essai, sont tenus de se focaliser sur un cercle centré entre les formes, afin d’éviter les mouvements oculaires qui pourraient interférer avec l’illusion.
Dans la phase afterimage, le disque noir reste affichée, mais les images colorées de chaque côté de celui-ci sont remplacés par des images des formes mêmes dépourvue de couleur — blanc étoiles cernées de noir.
Sont ensuite demandé aux participants ce qui teinte qu’ils voient dans une position aléatoire dans une étoile et la couleur ils signalent sert comme variable dépendante.
L’astuce ici est que pendant la phase de l’inducteur, les cellules sensibles à la couleur sont actifs — par exemple, certains activent fortement en réponse à un stimulus bleu. Cependant, le passage de l’inducteur d’étoiles aux résultats des formes en noir et blanc dans ces cellules qui cesse brusquement signaler l’absence de n’importe quelle couleur.
Pourtant, les cerveaux des participants interprètent cet arrêt brusque en ce sens que les couleurs adversaires sont présents, un manque de signalisation de précédemment actifs cellules sensibles au bleu est considéré comme une preuve pour le jaune.
En conséquence, les participants seront remplira dans les formes en noir et blanc avec les couleurs adversaires de ceux indiqués lors de la phase de l’inducteur — où une étoile bleue inducteur a été, une étoile jaune afterimage est perçue et vice versa.
Il s’agit de l’illusion d’image rémanente de couleur, qui disparaît rapidement dès que les participants déplacent leurs yeux.
En raison de la façon dont le cerveau organise des couleurs, il est prévu que les participants verront surtout après la cessation des couleurs qui sont les adversaires de l’inducteur : vert pour le rouge, par exemple.
Pour se préparer à des stimuli à l’expérience, commencez par ouvrir une diapositive vierge dans un programme d’édition de diapositive. Utilisez l’outil de forme pour générer deux étoiles de même taille — l’un sur le côté droit et l’autre à gauche — aussi bien centré verticalement.
Ensuite, créez un petit disque noir positionné entre eux pour constituer le point de fixation.
Pour générer des images d’une phase d’inducteur, soulignent les deux formes en noir. Ensuite, sélectionnez l’étoile sur la gauche et le remplir uniformément avec un bleu vif. De même, remplir celle de droite avec un jaune lumineux.
Répétez ce processus en créant des diapositives supplémentaires inducteur avec des étoiles dans différentes couleurs, comme le vert et rouge et une autre série en vert et bleu.
Maintenant, copiez une des diapositives inducteur. Dans cette réplique, garder les deux stars cernées de noir, mais changer leur couleur interne au blanc. Cette diapositive dûment remplie sera montrée dans la phase d’image rémanente de tous les essais.
Enfin, organisez-les afin que chaque série de stimulation se compose de deux lames : un ensemble inducteur colorées suivie d’une image rémanente en noir et blanc pour chaque essai.
Lorsque le participant arrive, dirigez-les vers un écran d’ordinateur et vérifiez qu’ils ne sont pas daltoniens. Procéder en expliquant les instructions pour la tâche qu’ils se produiront.
Soulignons que pendant un procès, le participant doit essayer d’éviter de déplacer leurs yeux et rester focalisé sur le disque noir qui apparaîtra dans le centre de l’écran de l’ordinateur.
Une fois que vous êtes confiant que le participant comprend la tâche afterimage, demandez-leur de réaliser entre 10 et 20 essais. Pour chacun d’eux, à côté de l’inducteur-couleur, enregistrer la teinte sélectionnée comme couleur d’après.
Analyser les données, les résultats de pointage et construire un tableau décrivant la couleur après plus fréquemment choisie pour chaque couleur de l’inducteur.
Notez que les couleurs sélectionnées après la cessation sont principalement des adversaires des teintes inducteur, indiquant que les cerveaux des participants ont été trompés, obligeant à voir des teintes qui n’étaient pas réellement là — illusions d’image rémanente de couleur.
Maintenant que vous savez comment utiliser des stimuli visuels pour susciter une illusion d’afterimage de couleur, nous allons étudier comment les chercheurs peuvent utiliser cette technique pour mieux comprendre la base anatomique derrière la vision des couleurs et les maladies qui affectent cette perception.
Jusqu'à présent, nous nous sommes concentrés sur une vision normale. Toutefois, les variations de l’essai afterimage peuvent également être utilisées afin de mieux comprendre les maladies qui affectent la perception des couleurs — comme types de daltonisme, dans lequel les deux teintes d’une paire d’adversaire apparaissent identiques.
Par exemple, les chercheurs peuvent comparer combien de temps un individu perçoit une image rémanente de couleur à l’époque rapporté par normal, participants de contrôle. Illusions persistant pour une longueur anormale du temps peuvent être un indice d’une maladie de vision de couleur.
Afterimage essais peuvent alors être couplés avec d’autres évaluations de perception des couleurs et des techniques d’imagerie pour identifier si un défaut de la rétine, cortex visuel ou la voie visuelle — qui relaie les signaux entre ces deux domaines — est responsable.
Vous avez juste regardé les vidéo de JoVE sur rétinienne de couleur. Maintenant, vous devez savoir comment utiliser les formes de différentes teintes pour enquêter sur cette illusion et de recueillir et d’interpréter les données de couleur adverse. Ce qui est important, vous devez également avoir une compréhension rétinienne peut aider à identifier les régions cérébrales impliquées dans la perception des couleurs et de diagnostiquer des maladies liées à la vision des couleurs.
Merci de regarder !
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Results
Pour chacune des couleurs inducteur dans l’expérience, identifier la couleur après plus fréquemment sélectionnée. Créer une table qui visualise les résultats, comme celui de la Figure 8.
Figure 8. Résultat représentatif. Couleurs après plus fréquemment choisies en fonction des couleurs de l’inducteur. Les couleurs plus fréquemment perçus après la cessation seront des valeurs opposant les inducteurs respectifs.
Les couleurs plus fréquemment perçus après la cessation doivent être adversaires valeurs des couleurs inducteur respectifs. C’est parce que les cellules sensibles à la couleur dans le cerveau humain sont mappés dans l’espace-ils répondent à des régions spécifiques de l’espace dépend d’où le sujet fixe à leurs yeux. Normalement, les gens déplacent leurs yeux autour, provoquant des cellules différentes de partager le fardeau du répondant aux régions de l’espace extérieur. De fixation du disque dans les images de l’inducteur (diapositive #1 de chaque paire), l’observateur provoque les mêmes groupes de cellules de répondre de manière soutenue pour les couleurs saturées présentes dans une région donnée de l’espace extérieur. Au cours de la période de fixation, ces cellules réagissent fortement. Sensibles au bleu cellules produisent de grands signaux bleus, produisent des signaux jaunes grandes cellules sensibles à la jaune et ainsi de suite. Quand l’image noir et blanc est montré tout à coup, tandis que l’observateur fixe encore, ces cellules ne sont plus stimulés, il n’y est aucune couleur dans l’image. Mais, parce qu’ils étaient si fortement de signalisation un instant avant, le reste du cerveau interprète leur perte soudaine de l’activité comme la présence d’un adversaire couleur de signalisation. La perte soudaine de la signalisation dans les cellules sensibles au bleu est interprété comme la présence de jaune. La perte soudaine de la signalisation dans les cellules sensibles à la jaune est interprété comme la présence de bleu et ainsi de suite. Le cerveau interprète l’absence de l’activité dans les cellules de couleur comme indiquant la présence de couleurs adversaires, quand en fait le manque d’activité dans ce cas est causé par l’absence de couleurs au total. Le cerveau est effectivement trompé, causant des gens à voir les couleurs où il ne sont pas tout à cause de la façon dont il organise la couleur en termes de dimensions adversaires.
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Applications and Summary
Opposition de couleur est parmi les grandes manifestations de la méthode scientifique. Chercheurs dans les années 1800 ont été en mesure d’en déduire la nature de la représentation de la couleur dans le cerveau humain sans aucune capacité d’observer l’activité cérébrale. Aujourd'hui, en fait, rémanences de couleur sont devenus un outil utile pour identifier les régions cérébrales impliquées dans le traitement des couleurs. Chez les singes, les scientifiques ont enregistré les neurones qui se déclenche comme si la couleur est présent, quand il n’est pas, après avoir montré les singes séquences de diapositives qui produisent des rémanences dans des observateurs humains. 1, 2 de la même façon, avec IRMf, les scientifiques ont trouvé régions du cortex visuel qui répondent sélectivement à la présence d’une couleur et qui aussi répondent lorsque cette couleur est perçue comme une illusion, induite par une paire d’image rémanente de diapositives.
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References
- Zeki, S. Colour coding in the cerebral cortex: the reaction of cells in monkey visual cortex to wavelengths and colours. Neuroscience, 9(4), 741-765 (1983).
- Conway, B. R., & Tsao, D. Y. Color architecture in alert macaque cortex revealed by FMRI. Cerebral Cortex, 16(11), 1604-1613 (2006).
