Overview
출처: 조나단 플롬바움 연구소 -존스 홉킨스 대학
모든 사람의 눈 의 뒷면에망막이라고 신경 조직의 작은 조각입니다. 망막에는 빛에 의한 자극에 반응하는 감광성 세포가 있습니다. 이 세포의 반응은 신경 신경의 번들, 신경 섬유의 번들을 통해 두뇌로 전송됩니다. 각 망막에는 망막 세포에서 출력이 수집하고 번들 시신경이 뇌로 나가는 주변 어딘가에 자리가 있습니다. 그 위치에, 어떤 빛이 세계에서 반사되지 않고 그 위치에 토지는 뇌의 신호를 생성하지 않습니다. 그 결과, 인간은 시각 분야의 사각지대를 가지고 있으며, 들어오는 자극을 처리하지 않습니다.
그러나 사람들은 사각지대가 있다는 것을 알지 못한다. 눈 앞에 시각적 이미지에 빈 구멍이 없습니다. 그렇다면 사람들은 사각지대에서 무엇을 볼 수 있을까요? 뇌는 실제로 주변 환경에 따라 누락 된 입력을 채웁니다.
이 비디오는 사람의 사각지대를 찾는 방법과 지각 채우기 메커니즘을 조사하는 방법을 보여줍니다.
Procedure
1. 자극 설계
- 슬라이드 편집기에서 빈 흰색 페이지를 엽니다(파워포인트 또는 기조연설로 충분함).
- 페이지의 오른쪽 가장자리 근처에 슬라이드가 인쇄될 때 페니만큼 큰 원을 만듭니다. 고정 지점이 될 것입니다.
- 페이지의 왼쪽 가장자리 근처에 작은 별 (또는 다른 모양)을 만들어 슬라이드를 인쇄 할 때 모양이 페니의 크기에 관한 것이므로 슬라이드는 왼쪽 눈 사각 지대 자극입니다.
- 슬라이드를 복제하고 고정 점과 셰이프의 위치를 전환합니다. 이것은 오른쪽 눈 자극을 합니다.
- 자극을 인쇄합니다.
- 그림 1은 표준 백서 8.5 x 11장에 인쇄할 때 이러한 자극이 어떻게 생겼는지 보여줍니다.
그림 1. 각 눈에 사각 지대를 찾기위한 자극. 자극은 각각 8.5 x 11in.에 용지를 차지해야 합니다.
2. 사각지대 찾기 위한 절차
- 왼쪽 눈의 절차를 먼저 설명한 다음 오른쪽 눈을 조정하는 방법을 설명합니다. 이 절차는 자신의 자체에서 수행하거나 수행하도록 관찰자에게 암송할 수 있습니다.
- 왼쪽 눈 자극 시트를 팔 길이로 잡고 모양을 향합니다.
- 이제 오른쪽 눈을 닫거나 패치하십시오. 왼쪽 눈으로 페이지 오른쪽에 있는 원을 고정합니다. 당신은 여전히 아마 반대편에 별을 볼 수 있습니다.
- 페이지를 왼쪽 또는 오른쪽으로 천천히 이동하거나 위 또는 아래로, 더 가깝고 멀리 이동합니다. 어떤 시점에서, 별은 당신의 눈의 구석에서 사라질 것입니다.
- 별이 사라지게 되면 페이지를 아주 작은 단위로 이동합니다. 별이 나타나고 작은 조정을 통해 다시 표시할 수 있어야 합니다.
- 별이 보이지 않는 장소는 사각지대입니다.
- 이번에는 오른쪽 눈 자극으로 절차를 반복하여 왼쪽 눈을 닫습니다.
3. 사각지대를 사용하여 지각 충진을 연구합니다.
- 약간 더 복잡한 자극으로, 사각지대는 뇌가 어떻게 생성하는지, 때로는 우리의 지각 의식을 발명하는 방법의 강력한 데모를 제공합니다.
- 어떤 종류의 패턴 중에서 별 모양을 배치하여 3개의 추가 사각지대 자극을 생성합니다-이것은 다채로운 배경이나 연속 선 세그먼트 내에서 간단할 수 있습니다. 도 2는 세 가지 예제 자극을 나타낸다.
- 2.2-2.7에서 절차를 반복합니다. 하지만 이번에는 참가자에게 별 자극이 사라질 때 무엇을 보느냐고 물어보십시오.
그림 2. 지각 충전물의 특성을 입증하기위한 사각 지대 자극. 이 이미지에서, 별이 관찰자의 사각지대를 차지할 때, 그들의 뇌는 주변 이미지의 특성에 부합하기 위해 누락된 자극을 채웁니다.
뇌가 지각 경험을 만드는 방법을 이해하기 위해 - 시력을 포함하는 사람의 주변을 표현 - 연구원은 사각지대라는 시야의 영역을 공부 할 수 있습니다.
일반적으로 물체에서 반사되는 빛은 눈에 들어오고, 감광성 세포가 존재하고 이 빛에 의해 자극되는 뒤쪽에 위치한 신경 조직의 조각인 망막에 초점을 맞습니다.
그들의 신호는 그 때 두뇌에 이 반응을 중계하는 시신경에게 불린 신경 섬유의 묶음을 통해 서 있고 눈을 둡니다.
이러한 신호가 시각적 피질에 도달하면 해석되어 그림의 이미지 모양, 질감 및 색상을 포함하여 어떤 이미지가 보이는지 의식적으로 경험하게 됩니다.
그러나, 뇌가 받는 시각적 정보는 그림의 완전한 그림을 제공하지 않습니다. 눈의 해부학으로 인해 누락 된 조각이 있습니다. 이것은 광학 신경이 두뇌에 출구망막의 지역에서 결석되는 감광성 세포의 결과입니다.
따라서, 이 위치에 착륙하는 어떤 빛든지 신호를 생성하지 않으며, 이는 인간이 두 눈 모두에 대한 사각지대를 갖는 결과- 들어오는 자극이 처리되지 않는 시야의 위치.
우리의 뇌는 측면 색상과 질감과 같은 우리의 넓은 환경에서 추정하여 사각지대를 "채우기"할 수 있기 때문에 우리는 이 지역을 인식하지 못하고 있습니다.
눈의 사각지대에 초점을 맞춘 기술을 사용하여 이 비디오는 뇌가 생성하는 메커니즘을 조사하고 지각 경험을 채웁니다.
우리는 자극을 설계하고 참가자의 사각 지대 데이터를 수집하는 방법을 설명 할뿐만 아니라, 우리는 또한 연구원이 뒤에 신경 메커니즘을 조사하기 위해 이러한 방법을 사용하는 방법을 탐구, 그리고 질병에 영향을 미치는 질병, 시각적 인식.
이 실험에서 참가자들은 먼저 사각지대를 찾도록 설계된 간단한 모양 기반 자극으로 제시되며, 궁극적으로 뇌가 개인의 시야의 누락 된 부분을 채우는 방법을 조사하는 복잡한 자극이 뒤따릅니다.
참가자의 사각지대를 찾아내도록 설계된 첫 번째 유형의 자극은 같은 색상의 원과 별으로 구성되며 흰색 종이의 반대편에 배치됩니다.
왼쪽 눈의 사각지대를 평가하는 자극의 경우 용지 오른쪽에서 원이 발생합니다. 대조적으로, 오른쪽 눈 자극의 경우 원은 시트의 왼쪽에 배치됩니다.
이러한 이미지를 작업의 일부로 보기 전에 참가자는 시각적 개체의 겹치지 않도록 테스트되지 않는 눈(예: 왼쪽 집중 자극의 오른쪽 눈)에 패치를 배치해야 합니다.
참가자들은 그 앞에 자극을 잡고, 원에 집중하도록 지시받습니다. 처음에는 원과 별을 모두 볼 수 있으며, 이는 어느 모양도 사각지대에 위치하지 않습니다.
참가자는 다음 방향의 조합에서 자극을 이동: 왼쪽 또는 오른쪽, 위 또는 아래, 그리고 가까이 또는 더 멀리. 이것은 종이의 전체 시트가 아직 볼 수 있지만 별이 사라진 것으로 보고될 때까지 계속됩니다.
비결은 별이 시트에 남아 있지만, 자극을 이동하여 모양이 물리적으로 지워지지 는 않지만 참가자들은 눈의 시야에서 사각지대로 이동한다는 것입니다.
패치가 덮인 반대눈의 정보로 보완할 수 없기 때문에 별은 지각적으로 사라집니다.
사각지대의 위치를 확인하기 위해 참가자들은 종이를 작은 단위로 반복적으로 이동하여 별이 다시 나타나고 사라집니다.
두 눈의 사각지대가 발견되면 "채우기" 테스트는 더 복잡한 자극으로 수행됩니다.
이 경우 별은 단색 배경에 대해 서로 다른 설정에 배치됩니다. 여러 균일 한 색상 모양 중; 또는 유색 사각형의 중심에 있으며, 각각은 별도의 재판을 구성합니다.
각각, 자극의 이 3개의 모형은 두뇌가 지각적으로 균일성, 패턴 및 객체 연속성에 접근하는 방법을 보기 위한 것입니다.
블라인드 스팟 찾기 테스트와 동일한 단계가 수행되지만 참가자는 색상 사각형 의 중간에서 별이 사라질 때 관찰하는 내용을 보고해야 합니다.
별이 사각지대에 배치되면 참가자의 뇌는 주변 이미지에 따라 부족한 정보를 채울 것으로 예상됩니다. 예를 들어 로컬 컨텍스트를 고려할 때 솔리드 연속 사각형을 보고할 수 있습니다.
실험을 준비하려면 슬라이드 편집 프로그램을 사용하여 크기와 반대편에 위치하는 다양한 모양으로 구성된 자극 슬라이드를 만듭니다. 왼쪽과 오른쪽 눈을 위한 두 세트만들기: 사각지대를 찾기 위한 한 그룹과 채우기 시험용 다른 그룹.
참가자가 도착했을 때 인사를 나누고 테이블에 앉습니다. 모든 자극에 대해 볼 수 있으며, 원에 고정되어 있어야 한다고 설명한다.
사각지대를 찾기 시작하려면 왼쪽 눈 자극 시트와 불투명한 커버를 건네주면 됩니다. 참가자에게 오른쪽 눈을 막고 용지를 팔 길이로 잡고 원과 별이 그들을 마주보고 있도록 지시합니다.
왼쪽 눈의 사각지대의 위치를 식별할 수 있도록 주의하십시오. 오른쪽 눈을 위해이 절차를 반복 : 그들에게 새로운 자극 시트를 손과 왼쪽 눈을 커버하도록 요청합니다.
두 눈의 사각지대가 발견되면 참가자가 각 눈에 대한 세 가지 충진 시험을 완료할 수 있습니다.
각 시험 이 끝나면 참가자에게 별이 시야에서 사라졌을 때 관찰한 내용을 물어보고 응답을 기록합니다.
데이터를 분석하기 위해 별이 눈의 사각지대 중 하나를 차지했을 때, 즉 별이 시야에서 사라졌을 때 가장 자주 보고된 참가자를 식별합니다.
별이 노란색 배경에 있던 자극의 경우, 참가자들은 단단한 노란색 공간을 관찰하는 경향이 있었는데, 이는 뇌가 표면 색상의 균일성을 기대하고 그에 따라 누락 된 사각지대 정보를 채웁니다.
대조적으로, 빨간 원의 행에 위치별은 일반적으로 같은 색상과 크기의 원으로 대체되었다, 뇌가 패턴을 찾는 것을 시사.
그러나 사각형을 방해하는 별은 사각형 자체와 동일한 색상으로 채워진 것으로 나타났으며, 이는 뇌가 물체 의 연속성을 기대한다는 것을 나타냅니다.
전체적으로 이러한 결과는 뇌가 주변 환경의 균일성, 패턴 기반 일관성 또는 연속성 등 맥락에 따라 지각 경험을 생성한다는 것을 나타냅니다.
이제 인간의 시각적 인식을 조사하기 위해 사각 지대 기반 실험을 설계하는 방법을 알고 있으므로 연구원이이 이 기술을 적용하는 다른 방법을 살펴보겠습니다.
지금까지, 우리는 망막에 있는 시신경의 위치에서 유래하는 전형적인 사각지대에 집중했습니다.
그러나, 황반 변성과 같은 망막 손상 또는 질병에서 유래하는 스코마로 불린 이상한 사각지대의 그밖 모형이 있습니다.
이러한 경우에, 연구원은 개별이 저밀도 배열에 있는 간격을 두는 자극을 보였을 때, 스코마 지구에 나타나는 점이 누락된 것으로 인식되었다는 것을 것을을 발견했습니다. 대조적으로, 고밀도 배열과 함께, 적은 점결석으로 보고 되었다, 뇌손상이 존재 하는 경우에 특정 패턴을 채울 수 제안.
마지막으로, 많은 작업은 지각 경험을 만드는 데 관련된 뇌의 영역을 식별하는 것을 목표로합니다.
연구원은 fMRI 기술과 사각지대 채우기 자극을 페어링하여 시야에서 사각지대를 처리하는 시각 피질의 영역을 정확히 파악할 수 있었습니다.
중요한 것은, 자극이 사각지대에 놓일 때, 관련 시각 피질 뉴런은 실제로 망막에서 입력을 얻지 못했음에도 불구하고 외부 신호를 수신하는 것처럼 반응했습니다.
즉, 이 세포는 참가자들이 사각지대에서 인식한 것과 같이 반응했습니다- 이 지역을 채우기 위해 뇌가 만든 것은 실제 적인 외부 자극이었습니다.
총체적으로, 이 작품은 시각 시스템의 초기 부분에 있는 뉴런이 지각 경험 생성에 직접 관여한다는 것을 건의합니다.
당신은 사각 지대가 지각 경험의 두뇌의 창조에 대한 통찰력을 얻기 위해 사용할 수있는 방법을 탐구 JoVE의 비디오를 보았다. 지금까지 는 사각지대 자극의 다른 유형을 생성하고 "채우기" 데이터를 수집하고 해석하는 방법을 알아야 합니다. 당신은 또한 연구원이 사각지대 보충 뒤에 기계장치 및 신경 해부학을 공부하는 방법의 아이디어가 있어야 합니다.
시청해 주셔서 감사합니다!
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Results
그림 3. 지각 보고서: 왼쪽 열 이미지의 별이 사각지대에서 사라지면 참가자가 보고(오른쪽 열에 표시됨)를 보고합니다. 보고서는 뇌가 지각 경험을 만드는 방법의 몇 가지 원칙을 공개합니다. 가장 광범위하게, 모든 경우에, 두뇌는 현지 문맥을 주어진 가장 가능성이 있는 내용으로 사각지대에 채우기.
그림 3은 사람들이 그림 2에서자극을 표시할 때 보고 보고 하는 것을 시각화, 즉, 별이 사라지면 보고 보고 보고 하는 것은 그들의 사각지대를 차지 하기 때문에.
보고서는 뇌가 지각 경험을 만드는 방법의 몇 가지 원칙을 밝혔다. 상단 자극은 뇌가 표면 색상의 균일성을 기대하는 경향이 있음을 밝혀, 따라서 이미지의 나머지 부분에 노란색 배경과 일치하는 사각지대에 채우기. 중간 자극은 뇌가 패턴을 찾는 것으로 나타났습니다, 여기에 지역에서 지배적 인 패턴을 완료하기 위해 사각 지대에 붉은 원을 포함하는 지각 경험을 일으키는. 바닥 자극은 뇌가 개체 연속성에 대한 기대를 구현하는 것으로 나타났습니다. 별이 사각지대를 차지하면 관찰자는 단단한 녹색 사각형을 볼 수 있으며, 그 물체의 누락된 중간 부분을 채웁니다. 따라서 일반적으로, 뇌는 사각지대를 점유할 가능성이 가장 높은 자극으로 경험을 채웁니다. 문맥을 감안할 때 무엇이 든 뇌가 사람들이 인식하게 하는 것입니다.
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Applications and Summary
뇌는 사각지대 내에서 지각을 채우기 때문에, 한 응용 프로그램은 의식적인 경험을 생산에 관련된 뇌 영역을 식별하고자하는 연구를 포함한다. 예를 들면, 연구원은 V1에게 불린 인간 적인 시각 피질의 초기 부분이 의식적인 경험의 생산에 직접 관련되었는지 불확실했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 연구자들은 fMRI(기능적 자기 공명 이미징)를 사용하여 사각지대에 매핑된 V1의 단안경 영역에서 신경 반응을 측정했습니다. 1 즉, 눈 중 하나에서만 입력을 받은 신경 영역을 살펴보고 참가자의 사각지대를 매핑하여 자극이 관련 눈의 사각지대에 배치되었기 때문에 직접적인 자극이 없을 때 신경 반응을 구체적으로 볼 수 있었습니다. 어떻게 해야 할까요? 그들은 외부 세계에서 어떤 신호를받지 않았기 때문에 뉴런이 발사되지 않을 까요? 대신 뉴런은 그 위치에서 인식된 사람에 의해 자극되는 것처럼 반응했습니다 - 그들은 뇌가 채워진 이미지가 실제로 외부 자극을 생성하는 것처럼 반응했습니다. 이것은 시각 시스템의 아주 초기 부분에 있는 이 뉴런이 망막에서 수신된 신호를 전송하는 것뿐만 아니라 지각 경험 자체를 구성하는 데 관여한다는 것을 건의했습니다.
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References
- Tong, F., & Engel, S. A. (2001). Interocular rivalry revealed in the human cortical blind-spot representation. Nature, 411(6834), 195-199.
