Zhrnutie: Červená farba nie je zvlášť silná, pokiaľ ide o silu gama oscilácií, ktoré vytvára v mozgu.

zdroj: ESI

Červené semafory nútia vodičov zastaviť. Červená vytvára signál a varovný efekt. Odráža sa to však aj v mozgu?

Výskumníci z Inštitútu Ernsta Strongmana (ESI) z Neuroscience skúmali túto otázku. Chceli zistiť, či červená farba stimuluje mozgové vlny silnejšie ako iné farby.

Štúdia s názvom „Human Visual Gamma for Color Stimuli“ bola publikovaná v časopise eLife.

Výskum Benjamina J. Stocha, Aliny Peter, Isabelle Ehrlich, Zory Nolte a riaditeľa ESI Pascala Friesa sa zameriava na ranú vizuálnu kôru, známu aj ako V1. Je to najväčšia vizuálna oblasť v mozgu a prvá oblasť, ktorá prijíma vstup zo sietnice.

Keď je táto oblasť stimulovaná silnými a priestorovo homogénnymi obrazmi, vznikajú mozgové vlny (oscilácie) so špecifickou frekvenciou nazývanou pásmo gama (30-80 Hz). Ale nie všetky obrázky vytvárajú tento efekt v rovnakej miere.

Je ťažké určiť farbu

„V poslednej dobe sa veľa výskumov pokúšalo preskúmať, ktoré špecifické vstupy poháňajú gama vlny,“ vysvetľuje Benjamin J. Stauch, prvý autor štúdie. „Zdá sa, že jedným z vizuálnych vstupov sú farebné povrchy. Najmä ak sú červené. Výskumníci to interpretovali tak, že červená je evolučne špecifická pre vizuálny systém, pretože napríklad ovocie je často červené.“

Ako sa však dá vedecky dokázať účinok farby? Alebo to vyvrátiť? Koniec koncov, je ťažké objektívne určiť farbu a je tiež ťažké porovnávať farby medzi rôznymi štúdiami.

Každá obrazovka počítača vytvára inú farbu, takže červená farba na jednej obrazovke sa líši od druhej. Okrem toho existujú rôzne spôsoby identifikácie farieb: na základe jednej obrazovky, percepčných úsudkov alebo na základe toho, čo jej vstupy robia s ľudskou sietnicou.

Farby aktivujú fotoreceptorové bunky

Ľudia vnímajú farbu, keď sú aktivované fotoreceptorové bunky, nazývané čapíky, v sietnici. Na svetelné podnety reagujú tak, že ich premieňajú na elektrické signály, ktoré sa potom prenášajú do mozgu.

Na rozpoznávanie farieb potrebujeme niekoľko druhov šišiek. Každý druh špecificky akceptuje špecifický rozsah vlnových dĺžok: červená (L kužele), zelená (M kužele) alebo modrá (S kužele). Mozog potom porovnáva, ako silne reagujú príslušné čapíky, a vyvoláva dojem farby.

Funguje to podobne ako u všetkých ľudí. Preto by bolo možné objektívne identifikovať farby meraním toho, ako silne aktivujú rôzne sietnicové čapíky. Vedecké štúdie na makakoch ukázali, že zrakový systém raných primátov mal dve chromatické osi závislé od týchto kužeľov: os LM porovnáva červenú so zelenou a os S—(L + M) je žltá až fialová.

„Veríme, že farebný súradnicový systém založený na týchto dvoch osiach je správny na identifikáciu farieb, keď chcú výskumníci preskúmať silu gama oscilácií. Identifikuje farby podľa toho, ako silné a akým spôsobom je aktivovaný skorý vizuálny systém,“ hovorí Benjamin J. Stauch.

On a jeho tím chceli zmerať väčšiu vzorku jedincov (N = 30), pretože predchádzajúce práce na farebných gama osciláciách sa väčšinou robili s malými vzorkami od niekoľkých primátov alebo ľudských účastníkov a spektrá aktivácie kužeľa sa môžu geneticky líšiť od jednotlivca. k jednotlivcovi,

Červená a zelená majú rovnaký účinok

Benjamin J. Stauch a jeho tím tak skúmali, či je červená výrazná a či táto farba spôsobuje silnejšie gama oscilácie ako zelená s podobnou intenzitou farby (t. j. anizotropia kužeľa).

Skúmali aj vedľajšiu otázku: Môžu byť farebne indukované gama oscilácie detekované aj magnetoencefalografiou (MEG), metódou na meranie magnetických aktivít mozgu?

Dospeli k záveru, že červená farba nie je zvlášť silná, pokiaľ ide o silu gama oscilácií, ktoré spôsobuje. Namiesto toho červená a zelená vytvárajú gama oscilácie s rovnakou silou v ranom vizuálnom kortexe pri rovnakej absolútnej anizotropii LM kužeľa.

Okrem toho možno v ľudskom MEG pri starostlivom spracovaní merať farebne indukované gama vlny, takže budúci výskum by sa mohol riadiť princípmi 3R experimentov na zvieratách (redukovať, nahradiť, spresniť) s použitím ľudí namiesto primátov (okrem človeka).

Farby, ktoré aktivujú iba S-kužeľ (modrá), vo všeobecnosti vyvolávajú slabé nervové reakcie iba v ranej zrakovej kôre. Do istej miery sa to dá očakávať, pretože S-kužeľ je v sietniciach primátov menej bežný, evolučne starší a pomalší.

Výsledky tejto štúdie vedenej vedcami z ESI prispievajú k pochopeniu toho, ako raná ľudská zraková kôra kóduje obrazy a mohla by sa jedného dňa použiť na pomoc pri vývoji zrakovej protetiky. Tieto protetiky sa môžu pokúsiť aktivovať vizuálnu kôru, aby vyvolali percepčné účinky podobné videniu u ľudí s poškodením sietnice. Tento cieľ však zostáva v nedohľadne.

pozri tiež

Je potrebné viac pochopiť špecifické reakcie zrakovej kôry na vizuálny vstup.

O tomto výskume vo vizuálnych neurovedách

autor: tlačová kancelária
zdroj: ESI
Kontakt: Tlačová kancelária – ESI
obrázok: Fotografia pripísaná ESI / C. Kernberger

pôvodné vyhľadávanie: otvorený prístup.
„Ľudská vizuálna gama pre farebné podnetyNapísal Benjamin J. Stausch a kol. eLife

Zhrnutie

Ľudská vizuálna gama pre farebné podnety

Silné oscilácie v gama pásme môžu byť indukované v ranej zrakovej kôre primátov homogénnymi farebnými povrchmi (Peter a kol., 2019; Shirhatti a Ray, 2018). V porovnaní s inými polymorfmi boli pre červené stimuly hlásené obzvlášť silné gama oscilácie.

Predkortikálne spracovanie farieb a výsledný výkon vstupov do V1 však často nie sú úplne kontrolované. Preto silnejšie reakcie na červenú môžu byť spôsobené rozdielmi v sile vstupu V1.

Prezentovali sme stimuly s rovnakými úrovňami jasu a kužeľového kontrastu v systéme farebných súradníc na základe odpovedí laterálneho genikulárneho jadra, hlavného vstupného zdroja pre oblasť V1. Pomocou týchto stimulov sme zaznamenali MRI mozgu u 30 ľudských účastníkov.

Našli sme gama oscilácie v ranej vizuálnej kôre, ktoré sa na rozdiel od predchádzajúcich správ nelíšili medzi červenými a zelenými stimulmi s rovnakým kontrastom LM kužeľa.

Najmä modré stimuly s exkluzívnym kontrastom na osi S-kužeľa vyvolali veľmi slabé gama reakcie, okrem menších domén súvisiacich s udalosťami a slabšieho výkonu detekcie zmien.

Sila ľudských chromatických gama reakcií na podnety na LM osi sa dala dobre vysvetliť rozptylom LM kužeľa a nevykazovala zjavné červené skreslenie pri správnom vyrovnaní rozptylu LM kužeľa.