Kog

Question 1

Kortikale Verstärkung

Accepted Answer

kortikaler Abbildungsbereich der Fovea besonders groß ggnüber anderen Bereichen des visuellen Feldes, d.h. es wird für die Fovea mehr kortexvolumen rekrutiert! Als erstes Niveau auf dem Modulation durch Feedback anderer Hirnzellen möglich! Temporaler Teil des rechten Sehfeldes--> linker Teil des CGL ! ! Temporaler Teil des linken Sehfeldes -->rechter Teil des CGL ! Nasale Teile der beiden Sehfelder -->über Sehbahnkreuzungg -> gegenüberliegende kortikaler Abbildungsbereich der Fovea besonders groß ggnüber anderen Bereichen des visuellen Feldes, d.h. es wird für die Fovea mehr kortexvolumen rekrutiert! Als erstes Niveau auf dem Modulation durch Feedback anderer Hirnzellen möglich! Teile des CGL ! • Temporale/laterale Sehnerven führen auf gleiche Seite in Hemisphäre ! • Nasale Sehnerven führen in gegenüberliegende Hemisphäre ! •Da das CGL Verbindungen zu anderen Teilen des Gehirns hat (z.B. der Amygdala), ergeben sich von dort Einflüsse (emotionaler Gehalt) auf die visuelle Wahrnehmung !

Question 2

Kortikale Verarbeitung!

Accepted Answer

➜ Im V1 gibt es Neuronen die zuständig sind für Objektmerkmale der Orientierung, Bewegung, Bewegungsrichtung, Farbe und der binokularen Disparität sowie der Länge an best. Orten der Retina ➔ Objektbild wird zur Verarbeitung in diese Merkmale zerlegt!

Question 3

3 Klassen von Neuronen:

Accepted Answer

seltene einfache Zellen, häufige komplexe und hyperkomplexe Zellen! Einfache Zellen spezifisch für Balken (Kanten) bestimmter Orientierungen, hyperkomplexe spezi- fisch für komplexe Muster -> Aktivität der hyperkomplexen Neuronen oft Kontextabhängig, Neuron ! feuert z.B. stärker auf vertikale Linie, wenn sie von anderen Linien verschiedener Orientierung umgeben ist!

Question 4

Anordnung der Neuronen im visuellen Kortex nach 3 Prinzipien:!

Accepted Answer

Neurone, die selben Bereich der Retina versorgen, sind in dicken Säulen angeordnet, Flä- che von etwa 1mm^2 = Hyperkolumnen = 1mm Block von Kortexzellen; Prinzip der kortika- len Magnifikation: Hyperkolumnen sehen die Welt mit verschiedenen Auflösungen; eine Hy- perkolumne im Bereich von V1 der die Fovea repräsentiert, sieht nur 0.05° Sehwinkel; eine Hyperkolumne in V1, die Input von 10° peripher repräsentiert, sieht 0.7° Sehwinkel, was ei- ner 14x größeren Fläche entspricht! Neurone, die für selbe Orientierung zuständig sind, sind so angeordnet, das innerhalb einer Hyperkolumne alle Orientierungen vorhanden sin (alle 0.5 mm wieder die gleiche Orientie- rung)! Alternierend sind die Neurone, die das linke und rechte Auge ansprechen, in Säulen/Kolum- nen angeordnet!

Question 5

Tiefenwahrnehmung! Grundprinzip:

Accepted Answer

Eurklidische Geometrie ➜ Von jedem Punkt zu einem anderen kann eine Strecke gezogen werden; Alle Innenwinkel eines Dreiecks lassen sich zu 180° addieren; Objekte behalten die gleiche Größe und Form obwohl sie im Raum bewegt werden

Question 6

Tiefenwahrnehmung! Problem

Accepted Answer

Euklidische Geometrie ≠ Retinaabbild!

Question 7

Tiefenkriterien!

Accepted Answer

➜ Visuelles System rekonstruiert räuml. Tiefe mit Hilfe von Tiefenkrieterien -> in der Umwelt ent- haltene Informationen, die durch basale Mechanismen der visuellen Verarbeitung aufgenommen werden; keine kognitive Interpretation nötig!

Question 8

Monokulare Tiefenkriterien

Accepted Answer

Kriterien zur Einschätzung der Tiefe (Entfernung und Lage eines Obj.), die aus dem retinalen Bild nur eines Auges entnommen werden können; Infos über schein- bare Tiefe durch statische und dynamische Tiefenkriterien (z.B. Größe und Überlappung, Höhe im Gesichtsfeld, Atmosphärische und lineare Perspektive, Textur des Hintergrunds) u. Informationen in Bewegungsmustern (Bewegungsparalaxe, Aufdecken und Verdeck

Question 9

Binokulare Tiefenkriterien

Accepted Answer

?

Question 10

Akkomodation (monokular)!

Accepted Answer

Akkomodation und Vergenz ➜ Vorraussetzung zum binokularen Sehen! Def.: Akkomodation = Veränderung der Linsenkrümmung des Auges durch Ziliarmuskeln, wodurch Abbilder auf der Retina fokussiert werden! Information über Akkommodationszustand kann über Signale zur Steuerung der Augenmuskeln zur Bestimmung der Entfernung genutzt werden! Konvergenz und Divergenzbewegungen der Augen/Augäpfel zur Fixierung eines Obj.! ● Gehirn erhält Signale über Position der Augen und kann Entfernung ableiten! !⟹ Akkomodation und Vergenz tragen nur in einem Nahbereich von max. 2-3 m zur Tiefenwahr- nehmung bei! ➥ 2 Bilder einer dreidimensionalen Welt auf Retina nicht identisch! Unterschied zw. Bild eines 3D Obj auf linker und rechter Retina = QUERDISPARATION!

Question 11

Beidäugigkeit

Accepted Answer

● verbesserte Tiefenwahrnehmung (Ausmaß der Unterschiedlichkeit der beiden Retinabilder lässt Rückschlüsse über relative Entfernung beider Obj. zu)! ● vergrößertes Sehfeld (binokulare Summation)!

Question 12

Korrespondierende Netzhautpunkte!

Accepted Answer

● Bei Fixation eines Obj. f werden Punkte der Umwelt auf korrespondierenden Neutzhaupunkten abgebildet ➜ Tiefenwahrnehmung! ● Korrespondierende Netzhautpunkte liegen an gleichen Orten auf der Retina (müssen gleichen Abstand zur Fovea aufweisen)! !

Question 13

Horopter/Vieth-Müller-Kreis!

Accepted Answer

Alle Pkt. im Raum die auf einem Kreis durch den Fixationspkt. im Raum und der beiden Augäpfel liegen! ● Obj. auf diesem Kreis führen zu korrespondierenden Punkten auf der Retina und haben die Dis- paration null! ⟹ Alle Obj. die eine Disparation von null haben bilden den Horopter! ● Es gibt nicht nur einen Horopter, sondern mit jedem Fixationspkt. ist ein neuer verknüpft, d.h. Neuaufbau nach jeder Augen/Kopfbewegung! ● Obj. vor oder hinter dem Horopter werden auf nicht-korrespondierenden Netzhautpkt. abgebildet! ● Je größer der Disparationswinkel zw. korrespondierenden und nicht korrespondierenden Abbil- dungspunkten, umso größer der Abstand vom Horopter! ● Gekreuzte Querdisparation: Obj. vor dem Horopter werden auf äußeren Randbereichen der Netzhäute abgebildet ➔ Obj. im linken Auge werden nach rechts verschoben und umgekehrt! ● Ungekreuzte Querdisparation: Obj. hinter dem Horopter werden auf inneren Teilen d. Netzhäute abgebildet ➔ Obj. im linken Auge werden nach links verschoben und umgekehrt (s. Bild 1) ● Nur Obj. innerhalb d. sog. Panum-Areals um den Horopter herum werden zu einem Bild fusio- niert; Obj. davor und dahinter erzeugen Doppelbilder (s. Bild 2)!

Question 14

Disparationsart:

Accepted Answer

Aussage über Lage zum Horopter, gekreuzt vs. ungekreuzt ! ⟹ Disparationsgröße: Aussage über die Entfernung zum Horopter!

Question 15

Disparationsgröße:

Accepted Answer

Aussage über die Entfernung zum Horopter!

Question 16

Querdisparation

Accepted Answer

erhält keine Information über die absolute Entfernung eines Obj., sondern nur über Entfernung relativ zum Fixationspkt

Question 17

Wie ist Tiefenwahrnehmung im Gehirn implementiert?!

Accepted Answer

Input beider Augen muss ins gleiche Neuron konvergieren! ● Viele binokulare Neuronen in V1 reagieren maximal wenn sich die retinalen Bilder auf korre- spondierenden Netzhautstellen befinden ➜ Neuronale Basis für Horopter! ● Andere Neurone reagieren maximal, wenn gleiche Stimuli auf den Retinae geringfügig versetzt sind, d.h. auf nicht korrespondierenden Netzhautstellen fallen ➜ tuning auf eine bestimmte binoku- lare Disparität ! ⟹ Bild in VL 4 Folie 31 falls man das nicht versteht! Bau eines Stereoskops (Wheatstone 1802-1875): ! ● Vorraussetzung Disparation, 2 leicht unterschiedliche Bilder vermitteln Tiefeneindruck! ● Stereoskopie: Wiedergabe von Bildern mit räuml. Eindruck von Tiefe, der physikalisch nicht vor- handen ist; aber Stereoskopie ≠ 3D, da 3D=2D - Abbildungen die einen räuml. Eindruck vermitteln!

Question 18

Korrespondenzproblem:

Accepted Answer

Retinabils kann mehrdeutig sein

Question 19

Julesz (1971), sog. Zufallsstereogramme:!

Accepted Answer

1. Zufällige Anordnung von schwarzen und weißen Pkt.! 2. Veränderte Anordnung durch Verschieben eines kleinen quadratischen Teil des Musters! ! 3. Auffüllung des Musters mit zufällig platzierten Pkt.! ⟹ Oberflächlich: kein Unterschied! ⟹ Unter Stereoskop: schwebendes Quadrat über Muster! ! ➥ Verschiebung eines Ausschnitts des Zufallsmusters um einen kleinen Betrag erzeugt disparate Abbildung dieses Ausschnitts! ➥ Resultat: Der Ausschnitt scheint vor dem Hintergrund zu schweben! ➥ Erklärung für Wahrnehmung des schwebenden Quadrats: Verschobene quadratische Fläche weist eine Disparation durch Verschiebung auf! ➥ Visuelles System interpretiert Disparation als Tiefe! ➥ Woher weiß das visuelle System welche Pkt. in diesem Zufallsmuster (/Welche Teile der Netz- hautabbildungen) einander in den Abbildungen (/zum gleichen Obj.) zugeordnet werden müssen? - > Korrespondenzproblem! ! Lösungsansatz ➜ heuristische Regeln ➜ Problem jedoch weitgehend noch unklar! !

Question 20

Heuristische Regeln: !

Accepted Answer

1. Reduktion der Bildauflösung: Konzentration auf grobe Bildmerkmale, niedrige Raumfrequenz ! 2. Einzigartigkeitsannahme: Ein Merkmal der Welt wird nur genau ein mal in jedem ret. Bild sein! 3. Kontinuitätannahme: i. d. R. (ausnahme: Kanten) haben benachbarte Pkt. i. der Welt ähnliche ! Entfernung vom Betrachter! ⟹ Alle Regeln reduzieren die Komplexität des Korrespondenzproblems durch Verminderung der relevanten Informationsmenge drastisch! !

Question 21

Kombination v. Tiefenkriterien:!

Accepted Answer

● Tiefenkriterien haben verschiedene Voraussetzungen und decken verschiedene Entfernungsbe- reiche ab! ! Wie nutzt das visuelle System die verschiedenen Informationen?! !● Tiefenkriterien je nach vorliegenden Bedingungen unterschiedlich gut verfügbar und haben un- terschiedliche Reliabilität! ● Unterschiedliche Gewichtung der Kriterien in Abhängigkeit von den (Umwelt-) Bedingungen; z.B. im Nahbereich Kriterien auf Grundlage der Beiläufigkeit stärker gewichtet! !

Question 22

Kombination v. Tiefenkriterien:! Fazit

Accepted Answer

Tiefe wird auf Basis von monokularen und binokularen Tiefenkriterien wahrgenommen! ⟹ Tiefe wird auf Grund des Zusammenspiels dieser Kriterien wahrgenommen! Allerdings wäre Querdisparation alleine ausreichend! Tiefe und Größe in unmittelbarem Zusammenhang Für Größenwahrnehmung Entfernungs- und Sehwinkelinformationen nötig! Durch internen Abgleich d. Relation v. Größe u. Entfernung entsteht Größenkonstanz

Question 23

Bewegung

Accepted Answer

Veränderung eines Obj. im Raum! ● Hinweise für Existenz eines speziellen Mechanismus für die Wahrnehmung gerichteter Bewe- gungen! ● Bewegungsagnosie: Unfähigkeit Bewegungen wahrzunehmen (selekt. Ausfall eines Systems)! ● Bewegungsnacheffekt: Scheinbewegung, wenn Beobachter vorher ca. 30 sek. Bewegung eines anderen Obj. beobachtet hat! ⟹ Wenn sich Obj. bei stationärem Auge bewegt, bewegt sich Bild auf Retina, aber Rezeptoren registrieren Bewegung nicht als solche! ⟹ Bewegtes Obj. aktiviert mehrere Rezeptoren der Retina, so dass aus deren Veränderung die Bewegung und Richtung abgeleitet werden kann -> Vorraussetzung: nachgeordnete Neuronen müssen besonders miteinander verschaltet sein!

Question 24

Bewegungsrichtung

Accepted Answer

Wenige Zellen (<10%) haben bevorzugte Bewegungsrichtung ➜ Gegenrichtung = Keine Antwort! Vorallem in Schicht 4B, deren Eingangssignale aus magno-schichten des CGL stammen! -->Neurone aus 4B projizieren in andere kortikale Areale die für Bewegungswahrnehmung wichtig! ⟹ In Areal MT fast nur für Bewegungsrichtung empfindliche Neurone! System kann A u. B Aktivation nicht kombinieren ➜ D erhält Input von A und verzögert Weiterlei- tung, hat schnelle Adaptationszeit! X intergriert Input von D u. B durch Multiplikation, Max. Reaktion wenn Input von A u. B über D zur gleichen Zeit ankommen!! Bewegungsdetektoren jeweils für Opt. Geschwindigkeit getuned, daher für jede Geschw.!! „Reichardt-Detektor“ in Fliege entdeckt, bei Mensch in V1! ! Werner Reichhardt ➜ Wichtiger Typ, hat Max-Planck-Inst. für biol. Kybernetik gegründet!

Question 25

Def. Aperture- oder Ausschnittproblem:

Accepted Answer

besagt, dass bei der Wahrnehmung eines Obj. in einem Ausschnitt die Bewegungsrichtung lokaler Elemente nicht eindeutig ist ➜ Problem der Mehrdeutig- keit ➜ guckt euch das an und klickt mal auf a, b und c unten dann versteht man das ⟹ Neurone haben nur ein rezeptives Feld und bei Wahrnehmung größerer Obj. kann nur ein Teil davon verarbeitet werden ➔ Wahrnehmung v. Objausschnitt keine eindeutige Beziehung zu realer Objbewegung!

Question 26

Lösung des Apertur-Problems

Accepted Answer

Kombi lokaler Detektoren in einem Globalen Bewegungsdetektor

Question 27

Def. Korrespondenzproblem:

Accepted Answer

ergibt sich dadurch, dass Punkte in einem Einzelbild mit den Punkten im Zeitlich darauf folgenden Bild verglichen werden müssen, um Scheinbewegung zu erzeugen! ➜ Ähnlich wie bei Tiefenwahrnehmung! ● Korrespondenzproblem = Zuordnungsproblem! ⟹ Heuristische Regeln!

Question 28

Lokalisation v. Bewegungswahrnehmung im Gehirn!

Accepted Answer

Läsionen in magnoschichten des CGL verhindern Wahrnehmung großer schneller Obj! ● Einfache Bewegungsdetektoren in V1! ● Globale Bewegungsdetektoren im mittleren Temporallappen = mediotemporales Areal = middle temporal lobe (MT)! ⟹ Methoden zur Bestimmung: Läsionen (Schädigungen) , vorhanden o. experimentell erzeugt (Bsp. transkranielle Magnetstimulation die vorübergehend Läsionen erzeugt)! ⟹ Bildgebende Verfahren: PET,fMRI,NIRS

Question 29

Newsome & Pare Paradigma:

Accepted Answer

Wieviel Prozent korrelierte (bewegen sich gleichsinnig) Punkte sind nötig zur Erkennung der Bewegungsrichtung ➜ 3%; bei MT Läsion 30%!

Question 30

Belege für Existenz bewegungsempfindlicher Neuronen:!

Accepted Answer

● Bewegungsnacheffekt ➜ Selektive Adaptation (neuronales System passt sich an Bewegungs- richtung an ➜ Ermüdung ➜ Entgegengesetzte Richtung dominiert (Wasserfall)! !● Interokularer Transfer: Übertragung d. Adaptationseffekts von einem zum anderen Auge! ! ⟹ Input von beiden Augen in V1 und MT kombiniert, nicht aber in CGL! ! Trennung Augen- oder Obj.-bewegung bei identi- scher Augenbewegug! ⟹ gleichzeitige Betrachtung der retinalen Signale und der motorischen Signale der Muskulatur!

Question 31

Reafferenzprinzip: !

Accepted Answer

beinhaltet Vergleich v. retinalen Signal und Kopie des motorischen Signals ➜ Erre- gungsmuster werden genutzt um Auswirkung auf Wahrnehmung abzuschätzen! ⟹ Unterschiede erzeugen Bewegungs- wahrnehmung!

Question 32

Blickbewegungen (Sakkaden)

Accepted Answer

➜ zentr. Element des Sensomotorischen Verhaltens; Integrierter Teil der Wahrnehmung ➜ Schnelle Bewegung (bis 600° pro sek., Dauer 20 bis 80ms, reflektieren Rich- tung der dynamischen Sequenz der Informationsverarbeitung (Bsp.: Zug fahren, Lesen)! !

Question 33

Fixation

Accepted Answer

Phasen mit rel. stabiler visueller Achse, Dauer 70 bis mehr als 500ms, visueller Infor- mationserwerb findet statt, Dauer von mentaler Verarbeitungsbelastung abhängig Bsp.: schweres vs. leichtes Wort! !

Question 34

Farbwahrnehmung!

Accepted Answer

Licht ist eine Form elektromagnetischer Energie (Strahlung)! ● Farbe ist keine physische Eigenschaft, sondern eine psychophysische! !

Question 35

Farbwahrnehmung!Alltägliche Bedeutung:

Accepted Answer

Farbe = Sehr auffällige und präsente Qualität in der Wahrnehmung (z.B. Ampelzeichen, Auswahl der Bekleidung)

Question 36

Farbwahrnehmung Signalfunktion:

Accepted Answer

„Red Effect“ (Schwarz & Singer 2013; Rote Kleidung wird attraktiver bewertet); Genießbarkeit v. Lebensmitteln (Bananen erst wenn gelb genießbar)!

Question 37

FArbwahrnehmung Assoziation mit Wissensbeständen:

Accepted Answer

Mineralwasser in blauen vs. violetten Flaschen; Grün-Bio !Assoziation !

Question 38

Funktionen der Farbwahrnehmung!

Accepted Answer

" Wahrnehmungsorganisation: Unterscheidung einzelner Objekte - insbesondere das Sehen von Objekten vor einem unregelmäßigen Hintergrund! " Überlebenswichtige Fähigkeit: Vermutung: Farbwahrnehmung bei Affen u. Menschen hat sich zum Zweck des schnellen Entdeckens von Früchten entwickelt; Nicht nur beim Entdecken v. Ob- !jekten, sondern auch beim Erkennen und identifizieren der selbigen enorm wichtig!

Question 39

Farbspektren!

Accepted Answer

" Alle differenzierbaren Farben können anhand der Bezeichnungen Rot, Gelb, Grün und Blau und ihrer Kombination beschrieben werden - Andere Farben wie Orange, Violett, Purpur und Braun sind für diese Beschreibungen unnötig! " Reihenfolge der vier Grundfarben im Farbkreis: Blau (kurzwellig), Grün (mittelwellig), Gelb und Rot (langwellig) - entspricht der Reihenfolge der Farben im Spektrum des sichtbaren Lichts! " Menschen können entlang des Sichtbaren Spektrums etwa 200 verschiedene Farben unter- scheiden! " Es können noch mehr Farben erzeugt werden, indem man die Farbintensität ändert (heller oder dunkler) - Oder durch Hinzufügen von weiß (Sättigung/„Saturation“/in der Farbmetrik auch „Buntheit“ wird verändert)! " Weiß beinhaltet in der Regel alle Wellenlängen des Spektrums zu gleichen Teilen! !

Kognitive 1 (Subject) / Kog (Lesson)