Overview
Fuente: Laboratorio de Jonathan Flombaum, Johns Hopkins University
La visión de color humana es impresionante. Personas con visión de color normal pueden decir apart millones de matices individuales. Más asombrosamente, esta capacidad se logra con hardware bastante simple.
Parte del poder de la visión de color humana viene de un poco inteligente de ingeniería en el cerebro humano. Allí, percepción del color depende de lo que se conoce como un 'sistema oponente'. Esto significa que la presencia de un tipo de estímulo es tratada como evidencia de la ausencia del otro y viceversa; ausencia de un tipo de estímulo es tomado como evidencia de la presencia del otro. En particular, en el cerebro humano hay células que disparan cuando reciben señales que sugieren que la luz azul está presente, o cuando no reciben señales que sugieren luz amarilla. Del mismo modo, hay células que fuego en la presencia de amarillo o la ausencia de azul. Azul y amarillo son tratados así como oponentes valores en una dimensión y pueden considerarse como negativa versus valores positivos sobre un eje de un plano cartesiano. Si un estímulo se caracteriza por tener un valor negativo en ese eje, también no puede tener un valor positivo. Así que, si se caracteriza por ser amarillo, no puede también ser caracterizado como azul. Del mismo modo, verde y rojo (o realmente, magenta), ocupar otra dimensión oponente. Hay células en el cerebro humano que responde a la presencia de uno o la ausencia de la otra. Las figuras 1 y 2 explican oposición de color en términos cartesianos.
Figura 1. Dimensiones de color oponente. El cerebro humano procesos de color mediante un sistema de dimensiones oponente. Se trata de un plano bidimensional con azul y amarillo ocupando un eje, que puede ser pensado como simplemente positivos o negativos y verde y rojo ocupa el otro eje. La consecuencia del sistema es que el cerebro procesa la presencia de algunos colores como indicando la ausencia de otros y viceversa. Todos los colores perceptibles ocupan un punto en el espacio opositor.
Figura 2. Todos los colores perceptibles ocupan un punto en el espacio adversario. Se muestran aquí ejemplos de colores que tienen valores distinto de cero en cada uno de dos dimensiones del espacio opositor.
Una manera de que oposición de color fue descubierto en 1878 por Ewald Hering, incluso antes de que los científicos tuvieron acceso a técnicas para la proyección de imagen del cerebro sí mismo-es a través de una ilusión conocida como una sombra de color. Retina todavía se utiliza hoy para demostrar las propiedades oponentes de opinión de color humana y estudiarlas.
Este video muestra cómo crear una ilusión de sombra de color y una forma sencilla de recopilar respuestas de percepción subjetivas de observadores humanos.
Procedure
1. estímulos
- Abrir una diapositiva blanca en blanco en un editor de diapositivas (software como PowerPoint o Keynote será suficiente).
- Utilice la herramienta forma para hacer que dos estrellas de igual tamaños con sin relleno de color, sólo un fino contorno negro. En el centro verticalmente en la diapositiva y coloque uno en cada lado (izquierdo y derecho).
- Coloque un pequeño disco negro en el centro de la diapositiva entre las estrellas. Este es el punto de fijación.
- Ahora, hacer una copia de esta diapositiva blanco y negro. La segunda copia de la misma será la segunda diapositiva en el estímulo de imágenes. Paso ahora a hacer la primera diapositiva seleccionando la primera de las dos diapositivas idénticas.
- Seleccione la estrella a la izquierda y llenar uniformemente con un color azul brillante. Seleccione la estrella a la derecha y llenar uniformemente con un amarillo brillante.
- El estímulo está listo. La primera diapositiva debe ser en el color y la segunda debe ser totalmente blanca y negro. La figura 3 muestra lo que debería ser la primera diapositiva, y la figura 4 muestra al segundo.
Figura 3. Diapositiva #1 de una sombra de dos diapositivas color. La primera diapositiva en un par de imágenes es en color. El disco oscuro en el centro es el punto de fijación.
Figura 4. Diapositiva #2 de una sombra de dos diapositivas color. La segunda diapositiva en un par de imágenes es en blanco y negro. Pero observadores percibir color ilusorio dentro de la blanco se llena de los objetos en el marco (las estrellas en este caso).
- Realizar estímulos adicionales para la investigación siguiendo el mismo procedimiento. Por ejemplo, hacer una con una estrella roja en un lado y una estrella verde en el otro. Luego, hacer una con una estrella verde en un lado y una estrella azul en el otro. Así, puede utilizarse cualquier otro color.
- Cada estímulo tiene que incluir una diapositiva de color seguida de una diapositiva idéntica en blanco y negro. La figura 5 muestra dos ejemplos de pares de diapositivas adicionales para inducir el reflejo de color.
Figura 5. Dos nuevos ejemplos de diapositivas para inducir el reflejo color. La primera diapositiva de cada par (fila superior) es siempre en color. La segunda diapositiva de cada par (fila inferior) siempre es en blanco y negro.
2. generación de la ilusión
- Para hacer que alguien que experimenta la ilusión de imágenes de color, asiento delante de la pantalla del ordenador.
- Cargar una de las diapositivas color, por ejemplo, con las estrellas azules y amarillas.
- Pregunta el observador para fijar el disco negro en el centro de la pantalla y evite mover sus ojos.
- Contar 10 s, después de avanzar que las diapositivas hacia adelante para que la diapositiva blanco y negro reemplaza el color uno.
- Instruir al participante a seguir manteniendo su fijación. Deben ver las estrellas blanco como rellena con los colores opositor de los que llenó en anteriormente. Así, la estrella antes azul se verá amarillo y que anteriormente amarillo se verá azul. La figura 6 esquematiza la relación entre los colores en la primera diapositiva y los colores ilusorios que se percibirá.
Figura 6. Colores ilusorios percibidos en relación con un determinado par de diapositiva. En la diapositiva #1, la estrella de la izquierda es azul y la estrella amarilla es de color amarilla. Diapositiva #2 es realmente negro y blanco. Pero cuando se activa a después de que un observador ha fijado en la diapositiva #1, diapositiva #2 se percibirá con colores ilusorios. Específicamente, las estrellas aparecerán rellenas en los colores oponente de los llenándolos antes, por lo que la estrella de la izquierda se percibe como amarillo y un azul.
- Una vez que el observador mueve sus ojos, la ilusión se desvanece rápidamente.
- Tenga en cuenta que es fácil hacerlo en uno es uno mismo, y funciona.
3. recogida de datos
- Como con muchas ilusiones visuales, los efectos son phenomenologically saliente y experimentado por casi todas las personas. Por lo tanto, los datos cuantitativos sirve principalmente para afirmar lo que uno experimenta.
- Una técnica sencilla de recogida de datos es incluyen una X algún lugar en la región blanca en la segunda diapositiva en un par y un conjunto de opciones de color para los observadores de la fuente.
- La tarea es para que el observador seleccionar la opción de color que perciben donde se coloca la X. La figura 7 muestra la secuencia de eventos en un ensayo del experimento.
Figura 7. Secuencia de eventos en un único ensayo de un experimento de imágenes de color. El observador se fija en el disco de centro en la diapositiva #1. Después de 10 s, el experimentador avanza hacia adelante a la diapositiva #2. La tarea del participante es seleccionar el color entre las opciones mostradas que mejor coincida con el color que perciben en la posición de la 'X'.
- Para ejecutar una versión completa del experimento, use varios pares diferentes. Durante cada ensayo del experimento, colocar una X en una parte diferente de uno de los objetos en la segunda diapositiva.
- Correr a 5 a 10 participantes en un experimento con 10-20 ensayos. Cuenta el color elegido en función del color que estaba presente en una x posición en la diapositiva de un ensayo #1. En otras palabras, se relacionan con el color percibido en la posición de una X sobre un fondo blanco con el color previamente en esa posición. El color previamente en esa posición se llama el color de' inductor', y el color percibido es llamado el 'After-color'.
La visión de color humana es impresionante y nos puede ayudar a ver — y distinguir entre — más de 1 millón de tonos distintos. Psicólogos utilizan una ilusión visual llamada la sombra de color para estudiar la percepción del color.
Lo que una persona percibe como el color de los objetos que se encuentran, como una naranja, comienza con la información sensorial recibida por los ojos.
Cuando esta luz entra en los ojos de una persona, la córnea y la lente enfocar sobre las células fotorreceptoras en la retina. En respuesta, estas células generan señales que se transmiten a la corteza visual, donde se identifican los colores de los objetos.
A lo largo de esta vía, las neuronas individuales existen que responden diferentemente a las señales de color distinto.
Por ejemplo, hay ciertas neuronas, llamado "el rojo de" células — que sólo se activan por la luz verde. Sin embargo, estas mismas células son inhibidas por la luz roja.
Asimismo, hay las neuronas llaman células "rojo a, verde apagado" que responden a la red, pero que son inhibidas por el verde. Así, los componentes del cerebro tratan estos colores como "opositores": la presencia de uno se interpreta como el otro está ausente.
Como resultado, verde y rojo pueden ser considerados como ocupando valores opuestos en un plano bidimensional, respectivamente, positivas y negativas. De hecho, todos los colores individuales específicos que vemos son ordenados pares de puntos en este sistema de coordenadas.
Este video muestra cómo investigar tal oposición, descubierto originalmente por Ewald Hering en 1878, con la ilusión de imágenes de color, donde los cerebros de individuos son engañados para percibir un color oponente en una posición previamente llenado por su tonalidad antagónico.
No sólo explicar cómo generar estímulos y recoger e interpretar datos de percepción de color, pero también exploraremos cómo los investigadores pueden aplicar esta ilusión para estudiar diferentes facetas de la visión de color.
En este experimento, se piden a los participantes para llevar a cabo varios ensayos en los que primero debe mirar en formas coloridas, durante lo que se denomina la fase de inductor y luego mirando las mismas formas en blanco y negro, qué colores ven — conocido como la fase de sombra.
Durante la primera fase del inductor, dos de la misma forma, como una estrella — aparecen lado a lado en una pantalla de ordenador por 10 s. Estas formas son idénticas en tamaño y orientación, pero están llenos de diferentes colores, como azul y amarillo, cada uno de ellos debe tener un rival distinto, una estipulación esencial para la segunda fase.
Para la duración de cada prueba, los participantes son instruidos a fijar en un círculo centrado en el entre las formas, con el fin de evitar movimientos oculares que podrían interferir con la ilusión.
En la fase de imágenes, el disco negro permanece en pantalla, pero los cuadros coloreados a ambos lados de él son sustituidos por imágenes de las mismas formas sin color: blanco delineados en negro de estrellas.
Los participantes se preguntó qué tono que ven en una posición al azar en una estrella y el color que informan sirve como variable dependiente.
El truco aquí es que durante la fase de inductor, las células sensibles al color activadas — por ejemplo, algunos fuego pesadamente en respuesta a un estímulo azul. Sin embargo, el cambio del inductor estrellas resultados en blanco y negro formas en estas células de repente dejar de señal debido a la ausencia de cualquier color.
Sin embargo, los cerebros de los participantes interpretan este paro abrupto en el sentido de que el oponentes colores están presentes, la falta de señalización de previamente activadas células sensibles al azul se toma como evidencia para el amarillo.
Como resultado, los participantes llenarán las formas en blanco y negro con los colores oponentes de las que se muestran durante la fase de inductor, donde era una estrella azul del inductor, se percibe una estrella de sombra amarilla y viceversa.
Esta es la ilusión de imágenes de color, que rápidamente se desvanece tan pronto como los participantes mueven sus ojos.
Debido a cómo el cerebro organiza colores, se espera que los participantes predominante ver colores después que opositores del inductor: verde para rojo, por ejemplo.
Para preparar los estímulos para el experimento, primero abrir una diapositiva en blanco en un programa de edición de diapositivas. Utilice la herramienta de forma para generar dos estrellas de igual tamaño, uno en el lado derecho y otro a la izquierda — tanto centrado verticalmente.
A continuación, crear un pequeño disco negro colocado entre ellos para servir como punto de fijación.
Para generar imágenes para una fase de inductor, describen ambas formas en negro. A continuación, seleccione la estrella a la izquierda y llenar uniformemente con un color azul brillante. Asimismo, llenar una con un color amarillo brillante.
Repita este proceso, crear diapositivas adicionales inductor con estrellas de diferentes colores, como verde y rojo y otro en verde y azul.
Ahora, copie una de las diapositivas de inductor. En esta réplica, guardan ambas estrellas contorneados en negro, pero cambia sus colores internos a blanco. Esta diapositiva completa aparecerá en la fase de imágenes de todos los ensayos.
Finalmente, arreglarlos para que cada serie de estímulo consiste en dos diapositivas: un conjunto inductor color seguido por una sombra en uno en blanco y negro para cada ensayo.
Cuando el participante llega, directo a un monitor de ordenador y comprobar que no son ciegos al color. Seguir explicando las instrucciones de la tarea que se presentará.
Destacar que a lo largo de un ensayo, el participante debe intentar evitar mover los ojos y permanecer centrado en el disco negro que aparece en el centro de la pantalla del ordenador.
Una vez que esté seguro de que el participante comprenda la tarea de imágenes, que les lleve a cabo entre los 10 y 20 ensayos. Para cada uno, al lado del inductor-color, registrar el color seleccionado como color después.
Para analizar los datos, la cuenta de los resultados y construir una tabla que representa el color después más frecuentemente seleccionado para cada color de inductor.
Tenga en cuenta que los colores seleccionados después predominante son opositores de las tonalidades del inductor, que indica que los cerebros de los participantes fueron engañados, haciendo ver los matices que no estaban realmente allí — ilusiones de sombra de color.
Ahora que conoces cómo utilizar estímulos visuales para generar una ilusión de sombra de color, vamos a ver cómo los investigadores pueden utilizar esta técnica para comprender mejor la base anatómica detrás de la visión de color y enfermedades que afectan a esta percepción.
Hasta ahora, nos hemos centrado en la visión normal. Sin embargo, las variaciones de la prueba de imágenes también se pueden emplear para entender mejor las enfermedades que afectan la percepción del color, como tipos de daltonismo en el que ambos matices de un par opuesto aparecen el mismo.
Por ejemplo, los investigadores pueden comparar cuánto un individuo percibe una sombra de color a los tiempos registrados por normal, los participantes de control. Ilusiones que persiste por periodos anormales de tiempo pueden ser indicativos de una enfermedad de la visión de color.
Pruebas de imágenes entonces pueden ser asociadas con otras evaluaciones de percepción de color y las técnicas de imagen para determinar si un defecto en la vía visual, la retina y corteza visual, que transmite las señales entre estas dos áreas, es responsable.
Sólo has visto video de Zeus en la retina de color. Por ahora, debe saber cómo utilizar formas de diversas tonalidades para investigar esta ilusión y recoger e interpretar datos de color oponente. Lo importante, también debe tener una comprensión de cómo la retina puede ayudar a identificar las regiones del cerebro implicadas en la percepción del color y diagnosticar enfermedades relacionadas con la visión de color.
¡Gracias por ver!
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Results
Para cada uno de los colores del inductor en el experimento, identificar el color después más frecuentemente seleccionado. Hacer una tabla que visualiza los resultados, como el de la figura 8.
Figura 8. Resultado representativo. Colores después más frecuentemente seleccionados en función de los colores del inductor. Los colores más frecuentemente percibidos después será oponentes valores de inductores respectivos.
Los colores más frecuentemente percibidos después deben ser oponentes valores de los colores respectivos inductor. La razón es porque las células sensibles al color en el cerebro humano se asignan espacial-responden a regiones específicas del espacio depende de donde el sujeto fija sus ojos. Normalmente, la gente mueva sus ojos alrededor, causando diferentes células compartir la carga de responder a las regiones del espacio exterior. Por fijación del disco en las imágenes de inductor (diapositiva #1 de cada par), el observador hace que los mismos grupos de células para responder de manera sostenida a los colores saturados presentes en una región determinada del espacio exterior. Durante el período de fijación, estas células responden fuertemente. Células sensibles a la azul producen grandes señales azul, amarillo-sensible células producen señales amarillas grandes y así sucesivamente. Cuando de repente aparece la imagen en blanco y negro, y mientras el observador aún apagada, estas células ya no son estimuladas allí es no hay color en la imagen. Sin embargo, debido a eran señales tan fuertemente un momento antes, el resto del cerebro interpreta la falta repentina de actividad como la presencia de un oponente color de señalización. La repentina falta de señalización en las células sensibles al azul se interpreta como la presencia de amarillo. La repentina falta de señalización en las células sensibles al amarillo se interpreta como la presencia de azul y así sucesivamente. El cerebro interpreta la falta de actividad en las células de color como indica la presencia de colores oponentes, cuando en realidad la falta de actividad en este caso es causada por la ausencia de color en conjunto. El cerebro es engañado con eficacia, haciendo que la gente vea los colores donde no hay codigo postal cualquiera debido a la forma organiza color en términos de dimensiones de oponente.
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Applications and Summary
Oposición de color es una de las grandes manifestaciones del método científico. Los investigadores en los años 1800 fueron capaces de inferir la naturaleza de la representación de color en el cerebro humano sin ninguna capacidad de observar la actividad cerebral. Hoy en día, de hecho, reflejo de color se ha convertido en una herramienta útil para la identificación de las regiones del cerebro implicadas en el procesamiento de color. En los monos, los científicos han registrado las neuronas que disparan como si el color está presente, cuando no lo es, después de mostrar a los monos secuencias de diapositivas que producen reflejo de observadores humanos. 1, 2 del mismo modo, con fMRI, los científicos han descubierto regiones de la corteza visual que responden selectivamente a la presencia de un color y que también responden cuando ese color se percibe como una ilusión, inducida por un par de imágenes de diapositivas.
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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).
