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影象残留的颜色

Overview

资料来源: 实验室的乔纳森 Flombaum — — 约翰 · 霍普金斯大学

人类色觉是令人印象深刻。正常色觉的人可以告诉分开数以百万计的个人色彩。最令人惊讶的是,这种能力是相当简单的硬件配置实现的。

一部分人类色觉的力量来自于一些聪明的人类大脑中的工程。在那里,色觉依赖于所谓的对手的系统。这意味着一种刺激的存在被视为另一,缺乏证据,反之亦然;没有一种刺激的情况下被认为是证据为别人的存在。尤其是,在人类的大脑有火他们接收信号显示蓝色指示灯亮起,或时他们不会收到信号,表示黄灯的细胞。同样,有火在黄色或蓝色的缺席的细胞。蓝色和黄色因此被视为对手值在一维空间,并可以认为的负面与正面的价值观,在笛卡尔平面的一个轴上。如果刺激定性为负值,则在该轴,它也不能有积极的价值。所以,如果它的特点为黄色,它还不能称为蓝色。同样,绿色和红色 (或真的,品红),占据另一个对手维度。有人类大脑中响应出现一个或如果缺少了其他的细胞。图 1 和图 2在笛卡尔术语解释颜色对立特性。

Figure 1
图 1的对手颜色尺寸。人类大脑处理颜色使用对手尺寸系统。这是蓝色和黄色占领一个轴,可以被认为是只是积极或消极的和红色和绿色占领另一个轴的二维平面。系统的后果是大脑处理的一些颜色作为指示他人,没有存在,反之亦然。所有的感知颜色占据对手空间中的点。

Figure 2
图 2所有的感知颜色占据对手空间中的点。这里显示的是颜色中的对手空间两个维度的每个包含非零值的示例。

一种方法那颜色对立特性是发现在 1878 由埃瓦尔德赫林,甚至之前科学家成像大脑本身获得的技术-是通过称为一个颜色残像的一种错觉。影象残留的今天仍然使用证明人类的色彩感知的对手属性,研究他们。

该视频演示如何创建一个颜色的残像幻觉和从人类观察员收集主观感知响应的简单方法。

Procedure

1.刺激

  1. 在幻灯片编辑器中打开一个空白的白色幻灯片 (PowerPoint 或基调等软件将就足够了)。
  2. 使用形状工具,打造两个大小相等的明星,没有颜色填充,只有薄薄的黑色轮廓。在幻灯片上,垂直居中他们,并放置一边 (左和右)。
  3. 将一个黑色的小圆盘放在星星之间幻灯片的中心。这是固定进针点。
  4. 现在,让这黑色和白色的幻灯片的副本。它的第二个副本将会在你的残像刺激第二张幻灯片。现在谈到通过选择第一个两个相同幻灯片制作第一张幻灯片。
  5. 选择左边的明星和填充均匀明亮的蓝色。选择右边星和填充均匀明亮的黄色。
  6. 经济刺激计划已准备就绪。第一张幻灯片的颜色应该是和第二个应该是完全黑色和白色。图 3显示了第一张幻灯片应该像,和图 4显示了第二个。

Figure 3
图 3幻灯片 #1 的两个幻灯片色残影。残像对中的第一张幻灯片是在颜色。在中心的暗盘是固定进针点。

Figure 4
图 4幻灯片 #2 的两个幻灯片色残影。残像对中的第二张幻灯片是在黑色和白色。但观察员将感知虚幻里面白色的帧 (在本例中星) 中的对象的填充颜色。

  1. 让额外刺激后相同的过程进行调查。例如,使一个红星,另一边与另一个绿色星球。然后,让一个与另一边的绿星和一颗蓝星另一方面。可以使用任何其他颜色。
  2. 每个刺激需要包括其后相同幻灯片在黑色和白色的彩色幻灯片。图 5显示附加幻灯片成对的两个的例子为诱导影象残留的颜色。

Figure 5
图 5两个附加例子的诱导影象残留的彩色幻灯片。每一对 (顶行) 中的第一张幻灯片是总是在颜色。每一对 (下面一行) 中的第二张幻灯片老是在黑色和白色。

2.产生幻觉

  1. 使某人体验颜色残像幻觉,他们坐在电脑显示器前。
  2. 加载的彩色幻灯片,例如,一个以蓝色和黄色的星星之一。
  3. 问观察员盯着黑色的圆盘中心的屏幕上,并避免移动他们的眼睛。
  4. 算 10 s,然后提前幻灯片向前,黑色和白色的幻灯片替换的颜色之一。
  5. 指示参与者应继续维持他们的固定。他们应该看到的白色星星,如使用的那些以前填写的对手颜色填充。所以,以前蓝星将看起来是黄色的和以前黄一会看蓝色。图 6图式化的图解中第一张幻灯片的颜色和会感知的虚幻色彩之间的关系。

Figure 6
图 6。虚幻的颜色与特定的幻灯片对感知。在幻灯片的 #1,左的明星是蓝色和黄色的星星是黄色的。幻灯片 #2 实际上是黑色和白色。但当后观察员已专注于幻灯片 #1 切换到,会与虚幻色彩感知幻灯片 #2。具体来说,星星从填充它们之前,所以左的明星将被视为黄色的右边的为蓝色,出现由对手的颜色填充。

  1. 一旦观察员移动他们的眼睛,幻想很快就烟消云散。
  2. 请注意,很容易做到这一点上是自我,和它的工作。

3.收集数据

  1. 随着许多视觉错觉,影响是唯象突出,和遇到的几乎所有的人。因此,定量数据主要是为了确认你的体验。
  2. 用于收集数据的简单技术是在一双,在第二张幻灯片中的白色区域地方包括 X,并提供一组观察员取的颜色选项。
  3. 任务是观察者选择他们认为放置 X 颜色选项。图 7显示的事件的顺序在一项试验的实验。

Figure 7
图 7中的颜色残影实验审单的事件序列。观察者注视在幻灯片 #1 中心光盘上。后 10 s,实验者向前进展到幻灯片 #2。参与者的任务就是选择的颜色显示选项中的最佳匹配的颜色,他们感知到的位置的 'X'。

  1. 若要运行一个完整版本的实验,使用几个不同的幻灯片成对。在每个试验的实验,将 X 放在不同部分的第二张幻灯片中的对象之一。
  2. 10-20 试验运行 5-10 名参加者在实验中。选择作为一个函数在在场的颜色的颜色总结 X 在审判幻灯片 #1 的位置。换句话说,涉及以前在那个位置的颜色的白色背景上的 X 位置感知的颜色。颜色以前在那个位置被称为 '诱导剂颜色',和感知的颜色被称为后的颜色。

人类色觉是令人印象深刻,并可以帮助我们看到 — — 和区分 — — 超过 100 万的不同色调。心理学家使用称为色残影的视错觉来研究我们对颜色的感知。

一个人感知的对象他们遇上,像个桔子,色调作为开头的感官信息收到的眼睛。

当这光线进入个人的眼睛时,角膜和晶状体聚焦到视网膜的感光细胞。作为回应,这些细胞产生中继到视觉皮层,查明物体颜色的情况下的信号。

沿着这条通路,单个神经元存在不同响应不同颜色的信号。

举个例子,有某些神经元 — — 被称为"绿色,红色关闭"细胞 — — 那只由绿色光激活。然而,这些相同的细胞,抑制红光。

同样,有神经元称为"红色、 绿色关闭"单元格,回应红,但这绿色的抑制作用。因此,组件的大脑对待这些颜色作为"对手": 存在一个被解释为其他缺席。

因此,绿色和红色可以被认为是在二维平面上占领相反值 — — 分别,消极和积极。事实上,我们看到的所有的具体个别颜色有序对的点在此坐标系统。

该视频演示如何调查这种知觉对立,最初由埃瓦尔德赫林发现于 1878 年,使用颜色残像幻觉 — — 个人的大脑都骗感知对手的颜色,在一个位置原先是由其拮抗的色相。

我们不只是解释如何生成刺激,并收集和解释颜色感知数据,但我们也探讨如何研究人员可以利用这种错觉研究的颜色视觉的不同方面。

在此实验中,参与者被要求执行几项试验中,他们必须首先盯着彩色形状 — — 在什么叫做诱导阶段 — —,然后同时看着相同的形状,在黑色和白色,说他们看到什么色调 — — 称为残影阶段。

第一阶段诱导轮,两个相同的形状 — — 喜欢一个明星 — — 显示肩并肩在计算机屏幕上为 10 s。这些形状是相同的大小和方向,但充满了不同的颜色,如蓝色和黄色,每个都应该有一个不同的对手 — — 一项规定的第二阶段的关键。

为每个审判,参加者的持续时间被奉命执著在居中的形状,以防止可能干扰与幻觉的眼球运动一圈。

在残影阶段,黑棋仍然是屏幕上,但彩色的照片,在它的两侧上取而代之的是图像相同的形状,没有颜色 — — 白色星星黑色轮廓。

参与者被要求什么他们在一颗星中的随机位置看到的色调和颜色他们报告作为因变量。

这里的窍门是在诱导阶段,颜色敏感的细胞都活跃 — — 例如,一些严重火灾在蓝色的刺激反应。然而,从诱导轮开关明星黑白形状突然停止信号由于没有任何颜色的这些单元格中的结果。

然而,参与者的大脑解释这突然的停止作为对手的颜色存在的意义 — — 缺乏活跃的蓝色敏感细胞信号从以前被认为是证据为黄色。

因此,与会者将填写的黑白的形状与所示的诱导阶段的对手颜色 — — 蓝色诱导星在哪里,认为是一个黄色的残像明星,反之亦然。

这是的颜色残像幻觉,很快就会消逝尽快参与者移动他们的眼睛。

由于如何大脑组织的颜色,预计与会者将会主要地看到后的颜色,是对手的诱导: 例如为红色,绿色。

为了准备实验刺激,第一次在幻灯片编辑程序中打开一个空白幻灯片。使用形状工具生成两个同样大小的恒星 — — 一个在右侧和左侧其他 — — 两个垂直居中。

然后,创建一个小黑色的圆盘定位它们作为固定进针点之间。

为诱导物相生成图像,请概述两个黑色的形状。然后在此基础上,选择左边的明星,填充均匀明亮的蓝色。同样,填补那个合适的人,有明亮的黄色。

重复此过程,不同的颜色,如绿色和红色,另一组在绿色和蓝色的星星创建额外的诱导剂幻灯片。

现在,复制的诱导剂幻灯片之一。在此副本中保持这两位明星勾勒成黑色,但将其内部的颜色更改为白色。此已完成的幻灯片将显示在所有审判的残影阶段。

最后,安排他们,以便每个刺激系列包括两个幻灯片: 彩色的诱导集合后接残像一个在每次试验的黑色和白色。

当参与者到来时,引导他们到电脑监视器并验证他们不是色盲。进行解释他们将执行的任务的说明。

强调的是,整个审判,参与者应尽量避免移动他们的眼睛,和保持专注于黑色的圆盘,将出现在电脑屏幕的中心。

一旦你确信参与者理解残影任务,让他们之间 10 和 20 的审判执行。对于每一个诱导剂-颜色,旁边记录被选为售后颜色的色调。

分析数据,统计结果显示,构建描绘诱导的每种颜色的最频繁地选择售后服务颜色表。

请注意,所选的售后服务颜色主要对手的诱导剂的色调,指示,参与者的大脑被欺骗,使他们看到不存在的色调 — — 色残影幻想。

现在,你知道如何使用视觉刺激引起颜色残像幻觉,让我们看看如何研究人员可以使用这种技术更好地理解颜色视觉和影响这种看法的疾病背后的解剖学基础。

到目前为止,我们一直专注于正常视力。然而,也可以采用变化的残影测试更好地了解影响色彩感知的疾病 — — 喜欢类型的色盲对手对这两个色调出现相同的。

例如,研究人员可以比较多久个人感知到时报报道通过正常,控制参与者的颜色残影。幻觉异常长时间坚持可以指示性的颜色视觉疾病。

残像测试然后可以搭配其他颜色感知评估和成像技术,以查明是否视网膜,视觉皮层或视觉通路中的缺陷 — — 其中继电器信号之间这两个领域 — — 负责。

你刚看了朱庇特的视频影象残留的颜色。到现在为止,你应该知道如何使用形状不同的色调来探讨这种幻觉,并收集和解释对手颜色数据。重要的是,你也应该了解如何不堪设想可以帮助识别大脑区域参与颜色知觉,的和诊断疾病有关的颜色视觉。

谢谢观赏 !

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Results

对于每个实验中的诱导剂颜色,找出最常选择的售后服务颜色。制作一个可视化的结果,如图 8所示的表格。

Figure 8
图 8。代表结果。最频繁地选择售后服务颜色作为诱导剂颜色的功能。最频繁地感知后颜色将是对手值各自的诱导剂。

最频繁地感知后颜色应该是对手的各自诱导剂颜色值。原因是因为颜色敏感的细胞在人类的大脑映射空间-他们响应特定区域的空间取决于主体在那里注视他们的眼睛。通常情况下,人转动眼睛,导致不同的细胞来分担应对外部空间的区域。通过固定诱导图像 (每一对中的幻灯片 #1) 中的光盘,观察员原因同组的细胞反应持续到饱和的颜色出现在某一区域的外部空间。在固定期间,这些细胞严重反应。蓝色敏感细胞产生大的蓝色信号、 黄色敏感细胞产生大的黄色信号,等等。当突然显示黑白图像,和观察员仍然注视,而这些细胞不再是刺激那里是没有图像中的颜色。但是,因为他们如此强烈信号前的一刻,其余的大脑解释他们突然缺乏作为信号转导的对手的颜色存在的活动。在蓝色敏感的细胞信号转导突然缺乏被视为黄色的存在。在黄色敏感的细胞信号转导突然缺乏解释为蓝色和等等的存在。大脑没有颜色的单元格作为指示的对手颜色存在时事实上缺乏活动在这种情况下由缺少引起的颜色一共活动。有效地欺骗大脑,造成人们看到的颜色在哪里没有任何由于它组织根据对手尺寸颜色的方式。

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Applications and Summary

颜色对立特性是科学方法的盛大的示威抗议。在 19 世纪的研究者们能够推断出颜色表示法中,人类的大脑没有任何能力来观察大脑活动的性质。事实上,今天,影象残留的颜色已经确定大脑区域参与处理颜色的有用工具。在猴子身上,科学家们已经记录火灾好像是颜色的存在,当它不是后显示猴子序列产生影象残留在人类观察员的幻灯片的神经元。1,2同样,用功能磁共振成像,科学家发现了而存在的一种颜色,而且还选择性地回应的视觉皮层区域反应时那种颜色被看作是一种幻觉,诱发幻灯片残影双。

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References

  1. 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).
  2. Conway, B. R., & Tsao, D. Y. Color architecture in alert macaque cortex revealed by FMRI. Cerebral Cortex, 16(11), 1604-1613 (2006).

Transcript

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