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I ricercatori decodificano le mappe del cervello di percezione del colore umana

I ricercatori all'istituto nazionale dell'occhio (NEI) hanno decodificato le mappe del cervello di percezione del colore umana. I risultati, pubblicati oggi nella biologia corrente, aprono una finestra in come il trattamento di colore è organizzato nel cervello ed in come il cervello riconosce e raggruppa i colori nell'ambiente.

Lo studio può avere implicazioni per lo sviluppo delle interfacce del commputer-cervello per la protesi visiva. I NEI fa parte degli istituti della sanità nazionali.

“Questo è uno dei primi studi per determinare che colore che una persona sta vedendo ha basato sulle misure dirette di attività di cervello,„ ha detto Bevil Conway, Ph.D., capo dell'unità dei NEI sulla sensazione, cognizione e atto, che piombo lo studio. “L'approccio ci lascia ottenere alle domande fondamentali di come percepiamo, categorizziamo e capiamo il colore.„

Il cervello usa i segnali luminosi individuati dai fotoricettori del cono della retina come le particelle elementari per percezione del colore. Tre tipi di fotoricettori del cono individuano l'indicatore luminoso sopra un intervallo delle lunghezze d'onda. Il cervello mescola e categorizza questi segnali percepire il colore in un trattamento che non è buono capito.

Per esaminare questo trattamento, Isabelle Rosenthal, Katherine Hermann e Shridhar Singh, i colleghi di post-baccalaureato nel laboratorio di Conway e i co-primi autori sullo studio, hanno usato la magnetoencefalografia o “il megaohm,„ una tecnologia di 50 anni che non invadente registra i campi magnetici minuscoli che accompagnano l'attività di cervello.

La tecnica fornisce una misura diretta di attività della cellula cerebrale facendo uso di una schiera dei sensori intorno alla testa. Rivela i cambiamenti di millisecondo-da-millisecondo che sembrano nel cervello permettere alla visione. I ricercatori hanno registrato i reticoli di attività come immagini specialmente progettate di colore osservate volontari ed hanno riferito i colori che hanno veduto.

I ricercatori hanno lavorato con le tonalità rosa, blu, verdi ed arancio in modo che potessero attivare le classi differenti di fotoricettori nei simili modi. Questi colori sono stati presentati a due livelli di luminanza - indicatore luminoso e buio. I ricercatori hanno usato una forma a spirale dello stimolo, che produce una forte risposta del cervello.

I ricercatori hanno trovato che i partecipanti di studio hanno avuti reticoli unici di attività di cervello per ogni colore. Con abbastanza dati, i ricercatori potrebbero predire dalle registrazioni di megaohm che colore un volontario stava esaminando - essenzialmente decodificando la mappa del cervello di trattamento di colore, o “di lettura della mente.„

“Il punto dell'esercizio non era soltanto di leggere le menti dei volontari,„ Conway ha detto. “La gente sta domandando circa l'organizzazione dei colori per le migliaia di anni. La base fisica per colore; il Rainbow; è un gradiente continuo delle tonalità. Ma la gente non lo vede quel modo. Scolpiscono il Rainbow nelle categorie e sistemano i colori come ruota. Eravamo interessati nella comprensione come il cervello fa questo sembrare, come la tonalità interagisce con luminosità, tale da ingiallire in marrone.„

Come esempio, in vari linguaggi e culture, gli esseri umani hanno nomi più distinti per i colori caldi (giallo, rossi, arance, marroni) che per i colori freddi (blu, verdi). È lungo conosciuto che la gente usa coerente un'più ampia varietà di nomi per le tonalità calde ai livelli di luminanza differenti (per esempio “giallo„ contro “marrone„) che per le tonalità fresche (per esempio “il blu„ è usato per sia indicatore luminoso che buio).

La nuova scoperta indica che i reticoli di attività di cervello variano più fra le tonalità calde leggere e scure che per le tonalità fresche leggere e scure. I risultati suggeriscono che la nostra tendenza universale ad avere più nomi per le tonalità calde possa realmente essere piantata in come il colore di trattamenti del cervello umano, non nel linguaggio o nella cultura.

Per noi, il colore è un sistema-modello potente che rivela le bugne a come la mente ed il lavoro di cervello. Come il cervello organizza e categorizza il colore? Che cosa ci incita a pensare un colore è più simile ad un altro? Facendo uso di questo nuovo approccio, possiamo usare il cervello per decodificare come percezione del colore lavoriamo - e nel trattamento, eventualmente scopra come il cervello trasforma i dati sensoriali nelle percezioni, nei pensieri ed infine negli atti.„

Bevil Conway, PhD, capo dell'unità sulla sensazione, cognizione e atto, istituto nazionale dell'occhio