第三講:Neural Processing and Perception
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===複習Retina=== | ===複習Retina=== | ||
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*結構 | *結構 | ||
*rod/cone | *rod/cone | ||
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*bipolar cell | *bipolar cell | ||
*ganglion cell | *ganglion cell | ||
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==Neural convergence== | ==Neural convergence== | ||
*桿狀體如何作到較高的敏感度? | *桿狀體如何作到較高的敏感度? | ||
*接桿狀體的節細胞,接受較多桿狀體的輸入 | *接桿狀體的節細胞,接受較多桿狀體的輸入 | ||
*接錐狀體的節細胞,接受較少錐狀體的輸入 | *接錐狀體的節細胞,接受較少錐狀體的輸入 | ||
+ | *參照第43頁 figure 2.33 | ||
===Sensitivity vs Acuity=== | ===Sensitivity vs Acuity=== | ||
*Neural convergence 愈大敏感度愈高 | *Neural convergence 愈大敏感度愈高 | ||
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*請看p.44 圖2.35 | *請看p.44 圖2.35 | ||
*trade-off | *trade-off | ||
+ | *參照第44頁 figure 2.35 | ||
+ | *trade-off sensitivity vs acuity | ||
===Neural convergence...=== | ===Neural convergence...=== | ||
- | * | + | *資訊的聚集,就只為了增加敏感度? |
*請回憶上一章的 | *請回憶上一章的 | ||
*p.43~44 圖2.32到2.35 | *p.43~44 圖2.32到2.35 | ||
===鄰近接受器產生抑制作用=== | ===鄰近接受器產生抑制作用=== | ||
+ | [[Image:03neual convergence2.png]] | ||
===先從眼睛的演化來看=== | ===先從眼睛的演化來看=== | ||
- | *Limulus (horseshoe crab, | + | *Limulus (horseshoe crab,鱟) |
+ | *參照第54頁 figure3.2 | ||
+ | *運作原理 | ||
+ | *參照第55頁 figure 2.3 | ||
===從眼睛的演化來看=== | ===從眼睛的演化來看=== | ||
+ | [[Image:03Limulus3.png]] | ||
===lateral inhibition=== | ===lateral inhibition=== | ||
*側抑制 | *側抑制 | ||
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**也造成「錯覺」 | **也造成「錯覺」 | ||
**Hermann grid(下圖) | **Hermann grid(下圖) | ||
+ | *參照第55頁 figure 3.4 | ||
===Hermann grid的可能原理交點上=== | ===Hermann grid的可能原理交點上=== | ||
+ | *參照第55頁 figure 3.5 | ||
+ | *參照第56頁 figure 3.6 | ||
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===Hermann grid 在非交點=== | ===Hermann grid 在非交點=== | ||
+ | *參照第56頁 figure 3.7 | ||
+ | *參照第56頁 figure 3.8 | ||
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===另一種側抑制錯覺Mach band=== | ===另一種側抑制錯覺Mach band=== | ||
+ | *參照第57頁 figure 3.9 | ||
+ | *參照第57頁 figure 3.10 | ||
====Mach band可能原理==== | ====Mach band可能原理==== | ||
+ | *參照第57頁 figure 3.11 | ||
+ | *參照第58頁 figure 3.12 | ||
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===Simultaneous contrast=== | ===Simultaneous contrast=== | ||
+ | *參照第58頁 figure 3.14 | ||
====Simultaneous contrast可能原理==== | ====Simultaneous contrast可能原理==== | ||
+ | *參照第59頁 figure 3.15 | ||
===A的灰與B的灰是一樣的!=== | ===A的灰與B的灰是一樣的!=== | ||
+ | *參照第59頁 figure 3.16 | ||
====不信遮一下==== | ====不信遮一下==== | ||
+ | *參照第59頁 figure 3.17 | ||
====這不能用側仰制!==== | ====這不能用側仰制!==== | ||
+ | *參照第60頁 figure 3.18 | ||
===補充議題=== | ===補充議題=== | ||
*演化與人類網膜 | *演化與人類網膜 | ||
**fovea | **fovea | ||
**接受器的分佈 | **接受器的分佈 | ||
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**Fovea 中的接受器 | **Fovea 中的接受器 | ||
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**不同區域的分佈 | **不同區域的分佈 | ||
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**離開網膜 | **離開網膜 | ||
***由視神經離開 | ***由視神經離開 | ||
+ | *參照第60頁 figure 3.19 | ||
===最初的接受區(receptive field)=== | ===最初的接受區(receptive field)=== | ||
*Hartline (1938) 青蛙實驗 | *Hartline (1938) 青蛙實驗 | ||
+ | *參照第61頁 figure 3.20 | ||
===Harvard Medical School=== | ===Harvard Medical School=== | ||
*Kuffer (1953)在貓的retinal ganglion cell | *Kuffer (1953)在貓的retinal ganglion cell | ||
+ | *參照第61頁 figure 3.21 | ||
*Kuffer測量 | *Kuffer測量 | ||
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*可能解釋 | *可能解釋 | ||
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*Kuffer實驗情況 | *Kuffer實驗情況 | ||
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==processing 要進入腦中!== | ==processing 要進入腦中!== | ||
*由Optic nerve 經 Optic chiasm (Optic tract ) | *由Optic nerve 經 Optic chiasm (Optic tract ) | ||
*到 superior colliculus | *到 superior colliculus | ||
*到 lateral geniculate nucleus | *到 lateral geniculate nucleus | ||
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===Optic Nerve=== | ===Optic Nerve=== | ||
*Optic Nerve(視神經) | *Optic Nerve(視神經) | ||
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*Phylogenetic(系統發生) – old | *Phylogenetic(系統發生) – old | ||
**Visual center for lower animals | **Visual center for lower animals | ||
- | ***Frog, fish.... | + | ***Frog, fish.... |
**In higher animals | **In higher animals | ||
***Superior colliculus的工作被visual cortex所取代 | ***Superior colliculus的工作被visual cortex所取代 | ||
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***結果—guidance of eye movement | ***結果—guidance of eye movement | ||
**Multisensory cells(多重感覺細胞) | **Multisensory cells(多重感覺細胞) | ||
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+ | *a.LGN接受來自丘腦(thalamus;T)和其他LGN神經元(L)的訊號,興奮性突處說明L,抑制性突處則是T,b.訊息經由LGN流入或流出,箭頭大小代表訊號大小 | ||
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+ | *LGN分六層,紅色層接收來自同側的訊號,藍色層接受來自對側的訊號 | ||
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+ | ===Lateral Geniculate Nucleus=== | ||
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+ | **with bent knee | ||
+ | **magnocelluar layers | ||
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+ | *杯上點A.B.C在視網膜形成A.B.C影像,也在側膝核(LGN)活化A.B.C,這個在LGN和視網膜相同的圖象說明LGN有視網膜的圖像 | ||
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+ | ==Structure of visual cortex== | ||
+ | *Primary visual cortex | ||
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+ | **Area 17 | ||
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+ | ***1.5~2.0mm thick | ||
+ | ***100million cells in V1 each hemisphere | ||
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+ | *Topographic | ||
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+ | ***因此在視野中心的東西在cortical level放大很大 | ||
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+ | **Contralateral(對側) visual field | ||
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+ | *Hubel and Wiesel 的1950年代末到1970中一連串的研究 | ||
+ | *Hubel and Wiesel 1981年獲得Nobel prize | ||
+ | **The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1981 | ||
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+ | *Receptive Fields的形式 | ||
+ | **orientation | ||
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+ | *參照第65頁 figure 3.27 | ||
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+ | ===Hubel and Wiesel當初發現的示意圖=== | ||
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+ | ===到此的Receptive Field的特性=== | ||
+ | *Retina Ganglion cell-> Center-surround | ||
+ | *LGN -> Center-surround | ||
+ | *Simple cortical -> bar with orientation | ||
+ | *Complex cortical -> direction of movement | ||
+ | *End-stopped cortical -> length of movement bar | ||
+ | *參照第67頁 figure 3.30 | ||
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+ | ===Grating sti./ Contrast threshold=== | ||
+ | *參照第67頁 figure 3.32 | ||
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+ | ===Selective adaptation=== | ||
+ | *知覺研究者的微小電極 | ||
+ | *原理 | ||
+ | **感覺神經如果有特異性(即針對特定的刺激才反應) | ||
+ | **則長時間給于該刺激,則這個神經會疲勞(fatigue) | ||
+ | **感覺神經疲勞,則其敏感度會下降,即絕對閾上升 | ||
+ | **所以如果有刺激可以在長時間曝露下,讓我們對該刺激的絕對閾上升,可以推論我們內在感覺神經系統對該刺激有「特異性」。 | ||
+ | ===圖3.31 p.67之說明=== | ||
+ | *參照第67頁 figure 3.31 | ||
+ | *a. 先測量不同傾斜Grating偵測之threshold(是明暗對比的絕對閾,在閾限之下看起來是一片灰色) | ||
+ | *b. 曝露於高對比的Grating中(adaptation,適應過程) | ||
+ | *c. 適應之後,再量不同傾斜Grating偵測之threshold | ||
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+ | ===Selective adaptation之結果=== | ||
+ | *參照第68頁 figure 3.33 | ||
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+ | ===Selective Rearing=== | ||
+ | *選擇性飼養 | ||
+ | **在特定(即只有限定品質)之環境下飼養動物 | ||
+ | **目的在於測試環境對於動物影響 | ||
+ | **初生動物之感覺剥奪是最常用的 | ||
+ | **本例為:Blakemore and Cooper (1970) | ||
+ | *參照第69頁 figure 3.39 | ||
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+ | ===Higher-level neuron=== | ||
+ | *在更高層 | ||
+ | **Inferotemporal (IT) cortex | ||
+ | **[http://en.wikipedia.org/wiki/Fusiform_face_area fusiform face area (FFA)] | ||
+ | ***[http://en.wikipedia.org/wiki/Prosopagnosia prosopagnosia] | ||
+ | ***[https://www.youtube.com/watch?v=XLGXAiSpN00 臉形失認] | ||
+ | *Gross et al. (1972) | ||
+ | *參照第70頁 figure 3.36 | ||
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+ | ===IT and FFA=== | ||
+ | *參照第69頁 figure 3.35 | ||
+ | *Specificity coding | ||
+ | *參照第70頁 figure 3.37 | ||
+ | *Distributed coding | ||
+ | *參照第71頁 figure 3.38 | ||
+ | *Sparse coding | ||
+ | *參照第71頁 figure 3.39 | ||
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+ | ===Sensory coding=== | ||
+ | *實際編碼方式(表徵 representation ) | ||
+ | **Specificity coding (專一編碼) | ||
+ | **Distributed coding (分散編碼) | ||
+ | **Sparse coding (稀疏編碼 或 折中編碼) | ||
+ | *實際可能 | ||
+ | ===腦開刀時的測驗=== | ||
+ | *Quiroga et al., 2008 | ||
+ | **對於癲癎病人開刀(意識清醒下的開腦手術) | ||
+ | ***發現一個細胞專間針對 | ||
+ | ***Steve Carell(史提夫·卡爾) 反應 | ||
+ | *參照第72頁 figure 3.40 | ||
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+ | ===The Mind-body problem=== | ||
+ | *Neural correlate of consciousness (NCC) | ||
+ | *easy problem of consciousness | ||
+ | *hard problem of consciousness | ||
+ | *參照第73頁 figure 3.41 | ||
+ | *返回[[知覺心理學]] |
當前修訂版本
[編輯] Neural Processing and Perception
- 參照第52頁 封面
[編輯] Porcessing
- 參照第54頁 figure 3.1
[編輯] 複習Retina
- 結構
- rod/cone
- Amacrine cell
- horizontal cell
- bipolar cell
- ganglion cell
[編輯] Neural convergence
- 桿狀體如何作到較高的敏感度?
- 接桿狀體的節細胞,接受較多桿狀體的輸入
- 接錐狀體的節細胞,接受較少錐狀體的輸入
- 參照第43頁 figure 2.33
[編輯] Sensitivity vs Acuity
- Neural convergence 愈大敏感度愈高
- 只有好處嗎?
- 請看p.44 圖2.35
- trade-off
- 參照第44頁 figure 2.35
- trade-off sensitivity vs acuity
[編輯] Neural convergence...
- 資訊的聚集,就只為了增加敏感度?
- 請回憶上一章的
- p.43~44 圖2.32到2.35
[編輯] 鄰近接受器產生抑制作用
[編輯] 先從眼睛的演化來看
- Limulus (horseshoe crab,鱟)
- 參照第54頁 figure3.2
- 運作原理
- 參照第55頁 figure 2.3
[編輯] 從眼睛的演化來看
[編輯] lateral inhibition
- 側抑制
- 在神經系統常見的機制
- 目的:讓刺激更清楚(真有語病)
- 也造成「錯覺」
- Hermann grid(下圖)
- 參照第55頁 figure 3.4
[編輯] Hermann grid的可能原理交點上
- 參照第55頁 figure 3.5
- 參照第56頁 figure 3.6
[編輯] Hermann grid 在非交點
- 參照第56頁 figure 3.7
- 參照第56頁 figure 3.8
[編輯] 另一種側抑制錯覺Mach band
- 參照第57頁 figure 3.9
- 參照第57頁 figure 3.10
[編輯] Mach band可能原理
- 參照第57頁 figure 3.11
- 參照第58頁 figure 3.12
- 參照第58頁 figure 3.13
[編輯] Simultaneous contrast
- 參照第58頁 figure 3.14
[編輯] Simultaneous contrast可能原理
- 參照第59頁 figure 3.15
[編輯] A的灰與B的灰是一樣的!
- 參照第59頁 figure 3.16
[編輯] 不信遮一下
- 參照第59頁 figure 3.17
[編輯] 這不能用側仰制!
- 參照第60頁 figure 3.18
[編輯] 補充議題
- 演化與人類網膜
- fovea
- 接受器的分佈
[編輯] Fovea
- Fovea 中的接受器
[[Image:03Fovea3.png]
- 不同區域的分佈
- 離開網膜
- 由視神經離開
- 離開網膜
- 參照第60頁 figure 3.19
[編輯] 最初的接受區(receptive field)
- Hartline (1938) 青蛙實驗
- 參照第61頁 figure 3.20
[編輯] Harvard Medical School
- Kuffer (1953)在貓的retinal ganglion cell
- 參照第61頁 figure 3.21
- Kuffer測量
- 參照第62頁 figure 3.22
- 可能解釋
- 參照第62頁 figure 3.23
- Kuffer實驗情況
- 參照第63頁 figure 3.24
[編輯] processing 要進入腦中!
- 由Optic nerve 經 Optic chiasm (Optic tract )
- 到 superior colliculus
- 到 lateral geniculate nucleus
- 參照第63頁 figure 3.25
[編輯] Optic Nerve
- Optic Nerve(視神經)
- Optic chiasm(視交叉)
- Optic tracts(視束)
- Nerve -> chiasm -> tracts
- 其實都是retina ganglion cells的axon
- 解剖上的不同
- 其實都是retina ganglion cells的axon
- lateral projection(側投射)
- 不是左眼到右腦
- ipsilateral fibers(同側纖維)
- contralateral fibers (異側纖維)
[編輯] Superior colliculus(上丘)
- location
- top of brain stem(腦幹)
- function
- Multimodal(多感道) input
- control eye movement
- receptive field property(特性)
- lose center surround
- Phylogenetic(系統發生) – old
- Visual center for lower animals
- Frog, fish....
- In higher animals
- Superior colliculus的工作被visual cortex所取代
- 仍有的工作:Visual orienting
- 有receptive fields—but ill-defined ON OFF
- 對stimulus之where反應,what較不反應
- 結果—guidance of eye movement
- Multisensory cells(多重感覺細胞)
- Visual center for lower animals
- a.LGN接受來自丘腦(thalamus;T)和其他LGN神經元(L)的訊號,興奮性突處說明L,抑制性突處則是T,b.訊息經由LGN流入或流出,箭頭大小代表訊號大小
- 參照第64頁 figure 3.26
- LGN分六層,紅色層接收來自同側的訊號,藍色層接受來自對側的訊號
[編輯] Lateral Geniculate Nucleus
- Geniculate
- with bent knee
- magnocelluar layers
- parvocelluar layers
- 杯上點A.B.C在視網膜形成A.B.C影像,也在側膝核(LGN)活化A.B.C,這個在LGN和視網膜相同的圖象說明LGN有視網膜的圖像
[編輯] Maps in LGN
- retinotopic map
- retinotopic maps 中記錄的情況
[編輯] Structure of visual cortex
- Primary visual cortex
- V1
- Area 17
- Striate cortex
- 1.5~2.0mm thick
- 100million cells in V1 each hemisphere
- 6 layers
- Layer 4 input from LGN
[編輯] Retinal map
- Topographic
- 80% cells 處理 10%的visual field
- 因此在視野中心的東西在cortical level放大很大
- 週邊視野的東西則變小
- 80% cells 處理 10%的visual field
- Contralateral(對側) visual field
- 以visual field來分lateral projection
- Contralateral(對側) visual field
[編輯] Receptive Fields of the Striate Cortex
- Hubel and Wiesel 的1950年代末到1970中一連串的研究
- Hubel and Wiesel 1981年獲得Nobel prize
- The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1981
- Receptive Fields的形式
- orientation
- simple cortical cells
- 參照第65頁 figure 3.27
[編輯] Hubel and Wiesel當初發現的示意圖
- 參照第65頁 figure 3.28
- 參照第66頁 figure 3.29
[編輯] 到此的Receptive Field的特性
- Retina Ganglion cell-> Center-surround
- LGN -> Center-surround
- Simple cortical -> bar with orientation
- Complex cortical -> direction of movement
- End-stopped cortical -> length of movement bar
- 參照第67頁 figure 3.30
[編輯] Grating sti./ Contrast threshold
- 參照第67頁 figure 3.32
[編輯] Selective adaptation
- 知覺研究者的微小電極
- 原理
- 感覺神經如果有特異性(即針對特定的刺激才反應)
- 則長時間給于該刺激,則這個神經會疲勞(fatigue)
- 感覺神經疲勞,則其敏感度會下降,即絕對閾上升
- 所以如果有刺激可以在長時間曝露下,讓我們對該刺激的絕對閾上升,可以推論我們內在感覺神經系統對該刺激有「特異性」。
[編輯] 圖3.31 p.67之說明
- 參照第67頁 figure 3.31
- a. 先測量不同傾斜Grating偵測之threshold(是明暗對比的絕對閾,在閾限之下看起來是一片灰色)
- b. 曝露於高對比的Grating中(adaptation,適應過程)
- c. 適應之後,再量不同傾斜Grating偵測之threshold
[編輯] Selective adaptation之結果
- 參照第68頁 figure 3.33
[編輯] Selective Rearing
- 選擇性飼養
- 在特定(即只有限定品質)之環境下飼養動物
- 目的在於測試環境對於動物影響
- 初生動物之感覺剥奪是最常用的
- 本例為:Blakemore and Cooper (1970)
- 參照第69頁 figure 3.39
[編輯] Higher-level neuron
- 在更高層
- Inferotemporal (IT) cortex
- fusiform face area (FFA)
- Gross et al. (1972)
- 參照第70頁 figure 3.36
[編輯] IT and FFA
- 參照第69頁 figure 3.35
- Specificity coding
- 參照第70頁 figure 3.37
- Distributed coding
- 參照第71頁 figure 3.38
- Sparse coding
- 參照第71頁 figure 3.39
[編輯] Sensory coding
- 實際編碼方式(表徵 representation )
- Specificity coding (專一編碼)
- Distributed coding (分散編碼)
- Sparse coding (稀疏編碼 或 折中編碼)
- 實際可能
[編輯] 腦開刀時的測驗
- Quiroga et al., 2008
- 對於癲癎病人開刀(意識清醒下的開腦手術)
- 發現一個細胞專間針對
- Steve Carell(史提夫·卡爾) 反應
- 對於癲癎病人開刀(意識清醒下的開腦手術)
- 參照第72頁 figure 3.40
[編輯] The Mind-body problem
- Neural correlate of consciousness (NCC)
- easy problem of consciousness
- hard problem of consciousness
- 參照第73頁 figure 3.41
- 返回知覺心理學