Özet: Kırmızı renk, beyinde ürettiği gama salınımlarının gücü açısından özellikle güçlü değildir.
Kaynak: ESI
Kırmızı trafik ışıkları sürücüleri durdurur. Kırmızı renk bir sinyal ve uyarı etkisi yaratır. Ama bu aynı zamanda beyne de yansıyor mu?
Ernst Strungmann Nörobilim Enstitüsü’ndeki (ESI) araştırmacılar şimdi bu soruyu araştırdı. Kırmızının beyin dalgalarını diğer renklerden daha güçlü tetikleyip tetiklemediğini bilmek istediler.
“Renk uyaranları için insan görsel gaması” başlıklı çalışma dergide yayınlandı. e-hayat.
Benjamin J. Stauch, Alina Peter, Isabelle Ehrlich, Zora Nolte ve ESI direktörü Pascal Fries’in araştırması, V1 olarak da bilinen erken dönem görsel kortekse odaklanıyor. Beyindeki en büyük görsel alandır ve retinadan girdi alan ilk bölgedir.
Bu alan güçlü ve uzamsal olarak homojen görüntüler tarafından uyarıldığında, beyin dalgaları (salınımlar) gama bandı (30-80 Hz) olarak adlandırılan belirli bir frekansta ortaya çıkar. Ancak tüm görüntüler bu etkiyi aynı ölçüde oluşturmaz.
Rengi tanımlamak zor
Çalışmanın ilk yazarı Benjamin J. Stauch, “Son zamanlarda, hangi belirli girdilerin gama dalgalarını harekete geçirdiğini keşfetmeye yönelik birçok araştırma yapıldı” diye açıklıyor. “Görsel girdilerden biri renkli yüzeyler gibi görünüyor. Özellikle kırmızılarsa. Araştırmacılar bunu, örneğin meyveler genellikle kırmızı olduğu için kırmızının evrimsel olarak görsel sisteme özel olduğu şeklinde yorumladılar.”
Fakat rengin etkisi bilimsel olarak nasıl kanıtlanabilir? Yoksa reddedildi mi? Sonuçta, bir rengi nesnel olarak tanımlamak zordur ve renkleri farklı çalışmalar arasında karşılaştırmak da aynı derecede zordur.
Her bilgisayar monitörü bir rengi farklı şekilde üretir, bu nedenle bir ekrandaki kırmızı, diğerindeki ile aynı değildir. Ek olarak, renkleri tanımlamanın çeşitli yolları vardır: tek bir monitöre dayalı, algısal yargılara veya girdilerinin insan retinasına ne yaptığına dayalı.
Renkler fotoreseptör hücrelerini aktive eder
İnsanlar, retinada koni adı verilen fotoreseptör hücreleri aktive edildiğinde renkleri algılarlar. Işık uyaranlarına onları elektrik sinyallerine dönüştürerek yanıt verirler ve bunlar daha sonra beyne iletilir.
Renkleri tanımak için birkaç tür koniye ihtiyacımız var. Her tür, belirli bir dalga boyu aralığına özellikle duyarlıdır: kırmızı (L koniler), yeşil (M koniler) veya mavi (S koniler). Beyin daha sonra ilgili konilerin ne kadar güçlü tepki verdiğini karşılaştırır ve bir renk izlenimi çıkarır.
Tüm insanlar için benzer şekilde çalışır. Bu nedenle, farklı retina konilerini ne kadar güçlü aktive ettiklerini ölçerek renkleri objektif olarak tanımlamak mümkün olacaktır. Makaklarla yapılan bilimsel çalışmalar, erken primat görsel sisteminin bu konilere dayalı iki renk eksenine sahip olduğunu göstermiştir: LM ekseni kırmızı ile yeşili karşılaştırır ve S—(L+M) ekseni sarı ile menekşe rengidir.
“Araştırmacılar gama salınımlarının gücünü araştırmak istediklerinde renkleri tanımlamak için bu iki eksene dayalı bir renk koordinat sisteminin doğru olduğuna inanıyoruz. Benjamin J. Stauch, renkleri, erken görsel sistemi ne kadar güçlü ve ne şekilde harekete geçirdiklerine göre tanımlar.
O ve ekibi daha büyük bir birey örneğini ölçmek istedi (N = 30) çünkü renkle ilgili gama salınımları üzerine önceki çalışmalar çoğunlukla birkaç primattan veya insan katılımcıdan oluşan küçük örneklerle yapıldı ve koni aktivasyon spektrumları genetik olarak değişebilir. bireyden bireye,
Kırmızı ve yeşil eşit etkiye sahiptir
Bunu yaparken, Benjamin J. Stauch ve ekibi, kırmızı rengin özel olup olmadığını ve bu rengin karşılaştırılabilir renk yoğunluğuna sahip (yani koni kontrastı) yeşilden daha güçlü gama salınımlarına neden olup olmadığını araştırdı.
Ayrıca bir yan soruyu da araştırdılar: Renk kaynaklı gama salınımları, beynin manyetik aktivitelerini ölçmek için bir yöntem olan manyetoensefalografi (MEG) ile de tespit edilebilir mi?
Kırmızı rengin, neden olduğu gama salınımlarının gücü açısından özellikle güçlü olmadığı sonucuna varmışlardır. Aksine, kırmızı ve yeşil, aynı mutlak LM koni kontrastında erken görsel kortekste eşit derecede güçlü gama salınımları üretir.
Ayrıca, renk kaynaklı gama dalgaları, dikkatli bir şekilde tedavi edildiğinde insan MEG’sinde ölçülebilir, bu nedenle gelecekteki araştırmalar, insan olmayan primatlar yerine insanları kullanarak hayvan deneyleri (azaltma, değiştirme, iyileştirme) için 3R ilkelerini izleyebilir.
Yalnızca S-konisini (mavi) aktive eden renkler genellikle erken görsel kortekste sadece zayıf nöronal tepkiler ortaya çıkarıyor gibi görünmektedir. S-konisi primat retinasında daha az yaygın, evrimsel olarak daha yaşlı ve daha ağır olduğundan, bir dereceye kadar bu beklenebilir.
ESI bilim adamları tarafından yürütülen bu çalışmanın sonuçları, erken dönem insan görsel korteksinin görüntüleri nasıl kodladığını ve bir gün görsel protezlerin geliştirilmesine yardımcı olmak için kullanılabileceğini anlamaya katkıda bulunuyor. Bu protezler, retinası hasarlı kişilerde görme benzeri algısal etkiler yaratmak için görsel korteksi aktive etmeye çalışabilir. Ancak, bu hedef hala çok uzakta.
Ayrıca bakınız
Görsel korteksin görsel girdiye verdiği spesifik tepkiler hakkında çok daha fazlasının anlaşılması gerekiyor.
Bu görsel sinirbilim araştırma haberleri hakkında
Yazar: Basın ofisi
Kaynak: ESI
İletişim: Basın Ofisi – ESI
Resim: Görüntü ESI/C’ye yatırılır. Kernberger
Orjinal araştırma: Açık Erişim.
Benjamin J Stauch ve diğerleri tarafından “Renk uyaranları için insan görsel gama”. e-hayat
Soyut
Renk uyaranları için insan görsel gama
Primat erken görsel korteksindeki güçlü gama bandı salınımları, homojen renk yüzeyleri tarafından indüklenebilir (Peter ve diğerleri, 2019; Shirhatti ve Ray, 2018). Diğer tonlarla karşılaştırıldığında, kırmızı uyaranlar için özellikle güçlü gama salınımları bildirilmiştir.
Bununla birlikte, prekortikal renk işleme ve sonuçta ortaya çıkan V1 girdi gücü için genellikle tam olarak kontrol edilmemiştir. Bu nedenle, kırmızıya daha güçlü tepkiler, V1 giriş gücündeki farklılıklardan kaynaklanıyor olabilir.
Alan V1 için ana girdi kaynağı olan lateral genikulat çekirdeğin tepkilerine dayalı bir renk koordinat sisteminde eşit parlaklık ve koni kontrast seviyelerine sahip uyaranları sunduk. Bu uyaranlarla 30 insan katılımcıda manyetoensefalografi kaydettik.
Erken görsel kortekste, önceki raporların aksine, eşit LM koni kontrastının kırmızı ve yeşil uyaranları arasında farklılık göstermeyen gama salınımları bulduk.
Özellikle, yalnızca S-koni ekseninde kontrastlı mavi uyaranlar, çok zayıf gama tepkilerinin yanı sıra daha küçük olayla ilgili alanlar ve daha düşük değişiklik algılama performansına neden oldu.
LM ekseni üzerindeki uyaranlara yönelik insan renk gama tepkilerinin gücü, LM koni kontrastı ile iyi açıklanabilir ve LM koni kontrastı düzgün bir şekilde eşitlendiğinde net bir kırmızı sapma göstermedi.