Визуальная модульность - Visual modularity

В когнитивной нейронауки , визуальная модульность представляет собой организационную концепцию относительно того, как видение работы. То, как работает зрительная система приматов, в настоящее время находится под пристальным вниманием ученых. Один из доминирующих тезисов состоит в том, что различные свойства визуального мира ( цвет , движение , форма и т. Д.) Требуют различных вычислительных решений, которые реализуются в анатомически / функционально различных областях, которые работают независимо, то есть модульным способом.

Обработка движения

Акинетопсия , термин, придуманный Семиром Зеки, относится к интригующему состоянию, вызванному повреждением экстрастриальной коры головного мозга MT + (также известной как область V5), из-за которой люди и обезьяны не могут воспринимать движение, видя мир в серии статических "кадров". "вместо этого и указывает на то, что в мозгу может быть" центр движения ". Конечно, такие данные могут указывать только на то, что эта область, по крайней мере, необходима для восприятия движения, но не на то, что ее достаточно; однако другие данные показали важность этой области для восприятия движений приматов. В частности, данные физиологической, нейровизуализационной, перцептивной, электрической и транскраниальной магнитной стимуляции (таблица 1) объединяются в области V5 / hMT +. Сходящиеся доказательства этого типа поддерживают модуль обработки движения. Однако это представление, вероятно, будет неполным: с восприятием движения участвуют другие области , включая V1, V2 и V3a, а также области, окружающие V5 / hMT + (Таблица 2). Недавнее исследование фМРТ показало, что количество движущихся участков составляет двадцать одну. Ясно, что это представляет собой поток разнообразных анатомических областей. Степень, в которой это «чисто», находится под вопросом: с акинетопсией возникают серьезные трудности в получении структуры от движения. V5 / hMT + с тех пор участвует в этой функции, а также в определении глубины. Таким образом, текущие данные свидетельствуют о том, что обработка движения происходит в модульном потоке, хотя и играет роль в восприятии формы и глубины на более высоких уровнях.

Обработка цвета

Подобные сходные данные свидетельствуют о модульности цвета. Начиная с открытия Гауэрса, что повреждение веретенообразных / язычных извилин в затылочно-височной коре коррелирует с потерей восприятия цвета ( ахроматопсия ), идея «цветового центра» в головном мозге приматов получила растущую поддержку. Опять же, такие клинические данные только подразумевают, что эта область имеет решающее значение для восприятия цвета , и не более того. Однако другие доказательства, включая нейровизуализацию и физиологию, сходятся на V4, если это необходимо для восприятия цвета. Недавний метаанализ также показал специфическое поражение, общее для ахроматов, соответствующее V4. С другой стороны, было обнаружено, что когда синестеты воспринимают цвет с помощью невизуального стимула, V4 активен. На основании этих данных может показаться, что обработка цвета является модульной. Однако, как и в случае с обработкой движения, этот вывод, вероятно, неверен. Другие данные, представленные в Таблице 3, подразумевают участие различных областей в цвете. Таким образом, может быть более поучительным рассмотреть поток многоступенчатой ​​обработки цвета от сетчатки до корковых областей, включая по меньшей мере V1 , V2 , V4 , PITd и TEO. Созвучно восприятию движения, создается впечатление, что для восприятия цвета используется совокупность областей . Кроме того, V4 может иметь особую, но не исключительную роль. Например, запись отдельных клеток показала, что только клетки V4 реагируют на цвет стимула, а не на его диапазон волн, тогда как другие области, связанные с цветом, не реагируют.

Обработка форм

Другой клинический случай, в котором априори можно было бы предложить модуль модульности обработки изображений, - это зрительная агнозия . Хорошо изученная пациентка DF не может распознавать или различать объекты из-за повреждения в областях боковой затылочной коры, хотя она может видеть сцены без проблем - она ​​может буквально видеть лес, но не деревья. Нейровизуализация интактных людей показывает сильную затылочно-височную активацию во время презентации объекта и еще большую активацию для распознавания объекта. Конечно, такая активация может быть вызвана другими процессами, например, зрительным вниманием. Однако другие свидетельства, которые показывают тесную связь перцептивных и физиологических изменений, предполагают, что активация в этой области действительно поддерживает распознавание объектов. В этих областях находятся более специализированные области для анализа лица или мелкозернистого анализа, восприятия места и восприятия человеческого тела. Возможно, одним из наиболее убедительных доказательств модульной природы этих систем обработки данных является двойная диссоциация между объектной и лицевой (прозоп-) агнозией. Однако, как и в случае с цветом и движением, вовлечены и ранние области (см. Подробный обзор), что подтверждает идею многоступенчатого потока, заканчивающегося в нижневисочной коре, а не изолированного модуля.

Функциональная модульность

Одно из первых употреблений термина «модуль» или «модульность» встречается во влиятельной книге философа Джерри Фодора « Модульность разума » . Подробное применение этой идеи к случаю зрения было опубликовано Пилишиным (1999), который утверждал, что существует значительная часть видения, которая не реагирует на убеждения и является «когнитивно непроницаемой».

Большая часть путаницы относительно модульности существует в нейробиологии, потому что есть доказательства для конкретных областей (например, V4 или V5 / hMT +) и сопутствующих поведенческих дефицитов после инсульта мозга (таким образом, принимаемых как свидетельство модульности). Кроме того, данные показывают, что задействованы и другие области, и что эти области обслуживают обработку нескольких свойств (например, V1) (что, таким образом, рассматривается как свидетельство против модульности). То, что эти потоки имеют одинаковую реализацию в ранних визуальных областях, таких как V1, не противоречит модульной точке зрения: если принять каноническую аналогию в познании, различное программное обеспечение может работать на одном и том же оборудовании. Рассмотрение психофизики и нейропсихологических данных хотел бы предложить поддержку для этого. Например, психофизика показала, что восприятие различных свойств реализуется асинхронно. Кроме того, хотя ахроматы испытывают другие когнитивные дефекты, у них нет двигательного дефицита, когда их поражение ограничено V4, или полной потери восприятия формы. Соответственно, пациент с акинетопсией Зил и его коллеги не обнаруживает дефицита в восприятии цвета или объекта (хотя получение глубины и структуры из движения проблематично, см. Выше), а у объектных агностиков нет нарушений в восприятии движения или цвета, что делает три расстройства трижды диссоциативными . Взятые вместе, это свидетельство предполагает, что, хотя различные свойства могут использовать одни и те же ранние зрительные области, они функционально независимы. Более того, что интенсивность субъективного восприятия (например, цвета) коррелирует с активностью в этих конкретных областях (например, V4), недавние доказательства того, что синестеты демонстрируют активацию V4 во время восприятия цвета, а также тот факт, что повреждение этих областей приводит к сопутствующим поведенческим нарушениям (обработка может происходить, но воспринимающие не имеют доступа к информации) - все это свидетельство визуальной модульности.

Смотрите также

• Геаутоскопия
• Модульность
• Общество разума, предлагающее разум, состоит из агентов.
• Гипотеза двух потоков

использованная литература