ملخص: الأحمر ليس قوياً بشكل خاص من حيث قوة تذبذبات جاما التي ينتجها في الدماغ.
مصدر: ESI
الأنوار الحمراء توقف السائقين. اللون الأحمر يخلق إشارة وتأثير تحذير. لكن هل ينعكس هذا أيضًا في الدماغ؟
قام الباحثون في معهد إرنست سترونجمان لعلم الأعصاب (ESI) بالتحقيق في هذا السؤال. لقد أرادوا معرفة ما إذا كان اللون الأحمر يثير موجات دماغية أكثر من الألوان الأخرى.
ونشرت الدراسة في مجلة “Human Visual Gamma for Color Stimuli”. eLife.
بنيامين ج. يركز البحث الذي أجراه كل من Stach و Alina Peter و Isabel Ehrlich و Zora Nolte ومدير ESI Pascal Fries على القشرة البصرية المبكرة ، والمعروفة أيضًا باسم V1. إنها أكبر منطقة بصرية في الدماغ وأول منطقة تتلقى مدخلات من شبكية العين.
عندما يتم تحفيز هذه المنطقة من خلال صور قوية وموحدة مكانيًا ، تنشأ موجات الدماغ (التذبذبات) بتردد معين يسمى نطاق جاما (30-80 هرتز). لكن ليس كل الأفلام تنتج هذا التأثير بنفس القدر.
من الصعب تحديد اللون
قال بنجامين ج ، المؤلف الأول للدراسة: “في الآونة الأخيرة ، حاولت العديد من الدراسات التحقيق في المدخلات المحددة التي تحرك موجات جاما”. يشرح ستاخ. “المدخلات المرئية تبدو مثل الأسطح الملونة. خاصة إذا كانت حمراء. وشرح الباحثون ذلك بالقول إن اللون الأحمر متخصص تطوريًا للنظام البصري ، على سبيل المثال ، غالبًا ما تكون الثمار حمراء.”
ولكن كيف يمكن إثبات تأثير اللون علميًا؟ أم نفى؟ بعد كل شيء ، من الصعب تحديد اللون بشكل موضوعي ، كما أنه من الصعب أيضًا مقارنة الألوان بين الدراسات المختلفة.
تنتج كل شاشة كمبيوتر لونًا مختلفًا ، لذلك قد لا يكون اللون الأحمر على شاشة واحدة هو نفسه الموجود على شاشة أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من الطرق المختلفة لتحديد الألوان: استنادًا إلى شاشة واحدة ، أو الأحكام الإدراكية ، أو ما تفعله مدخلاتها لشبكية العين البشرية.
تعمل الألوان على تنشيط الخلايا المستقبلة للضوء
يدرك البشر اللون عندما تنطلق خلايا حساسة للضوء تسمى المخاريط في شبكية العين. يستجيبون للمنبهات الضوئية ، ويحولونها إلى إشارات كهربائية ، ثم يتم إرسالها إلى الدماغ.
للتعرف على الألوان ، نحتاج إلى أنواع عديدة من الأقماع. يناسب كل نوع نطاقًا محددًا من الأطوال الموجية: الأحمر (المخاريط L) ، والأخضر (المخاريط M) أو الأزرق (المخاريط S). يقلل الدماغ من إدراك اللون من خلال مقارنة قوة استجابة المخاريط المعنية.
إنه يعمل بنفس الطريقة لجميع البشر. لذلك يمكن تحديد الألوان بشكل موضوعي عن طريق قياس مدى قوة تنشيط المخاريط الشبكية المختلفة. أظهرت الدراسات العلمية التي أجريت على قرود المكاك أن النظام البصري المبكر للرئيسيات المبني على هذه المخاريط له محورين لونيين: المحور LM يقارن الأحمر بالأخضر ، ومحور S- (L + M) يقارن الأصفر بالبنفسجي.
“عندما يريد الباحثون التحقيق في قوة تذبذبات جاما ، فإننا نعتقد أن نظام إحداثيات اللون القائم على هذين المحورين مثالي لتحديد الألوان. فهو يحدد الألوان بناءً على مدى القوة والطريقة التي ينشطون بها النظام البصري المبكر ،” قال بنيامين ج. ستاخ يقول.
لقد أراد هو وفريقه قياس عينة أكبر من الأفراد (N = 30) لأن العمل السابق على تذبذبات جاما المرتبطة بالألوان غالبًا ما كان مدعومًا بعينات صغيرة من عدد قليل من الحيوانات أو المشاركين من البشر ، ويمكن أن تختلف أطياف التنشيط المخروطي وراثيًا. من الفرد
الأحمر والأخضر لهما تأثير متساو
من خلال القيام بذلك ، بنيامين ج. حقق Stach وفريقه فيما إذا كان اللون الأحمر مميزًا وما إذا كان هذا اللون يسبب تذبذبات جاما أقوى من اللون الأخضر (أي الاختلاف المخروطي).
استكشفوا أيضًا سؤالًا جانبيًا: هل يمكن أيضًا اكتشاف تذبذبات جاما المستحثة بالألوان بواسطة تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG) ، وهي طريقة تقيس النشاط المغناطيسي للدماغ؟
استنتجوا أن اللون الأحمر ليس قوياً بشكل خاص من حيث قوة تذبذبات جاما التي يسببها. على العكس من ذلك ، ينتج اللون الأحمر والأخضر تذبذبات غاما قوية بنفس القدر في القشرة البصرية المبكرة في نفس التباين المخروطي LM المطلق.
علاوة على ذلك ، يمكن قياس موجات جاما التي يسببها اللون في MEG البشري من خلال التلاعب الدقيق ، لذلك يجب أن تتبع الأبحاث المستقبلية مبادئ 3R (تقليل ، تحويل ، صقل) في التجارب على الحيوانات باستخدام البشر بدلاً من الحيوانات غير البشرية.
عادةً ما تثير الألوان التي تنشط المخروط S فقط (الأزرق) استجابات عصبية ضعيفة فقط في القشرة البصرية المبكرة. إلى حد ما ، هذا متوقع لأن S-cone أقل شيوعًا ، وأقدم تطوريًا ، وأكثر بطئًا في شبكية الرئيسيات.
تساهم نتائج هذه الدراسة ، التي يقودها علماء ESI ، في فهمنا لكيفية تشفير القشرة البصرية للإنسان المبكر للصور وقد تساعد يومًا ما في تطوير الأطراف الاصطناعية البصرية. قد تحاول هذه الأطراف الاصطناعية تنشيط القشرة البصرية لإحداث تأثيرات إدراكية مثل الرؤية لدى الأشخاص المصابين بتلف في شبكية العين. ومع ذلك ، لا يزال هذا الهدف بعيد المنال.
شاهد المزيد
لا يزال هناك الكثير مما يجب فهمه حول الاستجابات المحددة للقشرة البصرية للإدخال المرئي.
هذا الفيديو حول أخبار أبحاث علم الأعصاب
مؤلف: المكتب الصحفي
مصدر: ESI
اتصال: المكتب الصحفي – ESI
صورة: تُنسب الصورة إلى ESI / C. كيرنبيرجر
البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“جاما بصرية بشرية لمحفزات اللونبنجامين ج ستاخ وآخرون. eLife
ملخص
جاما بصرية بشرية لمحفزات اللون
يمكن استحضار تذبذبات نطاق جاما القوية في القشرة البصرية الأولية للرئيسيات من خلال أسطح لونية مماثلة (Peter et al. ، 2019 ؛ Shirhatty and Ray ، 2018). بالمقارنة مع الأشكال الأخرى ، تم الإبلاغ عن تذبذبات جاما القوية بشكل خاص للمنبهات الحمراء.
ومع ذلك ، غالبًا ما لا يتم التحكم بشكل كامل في معالجة الألوان قبل الجبهية وقوة المدخلات من V1. لذلك ، قد تكون الاستجابات الأقوى للون الأحمر ناتجة عن الاختلافات في قوة إدخال V1.
قدمنا محفزات بمستويات متساوية من الإنارة والتباين المخروطي في نظام إحداثيات اللون بناءً على استجابات النواة الركبية الجانبية ، مصدر الإدخال الرئيسي للمنطقة V1. باستخدام هذه المحفزات ، سجلنا التصوير المغناطيسي للدماغ في 30 مشاركًا بشريًا.
على عكس التقارير السابقة ، وجدنا تذبذبات جاما في القشرة البصرية المبكرة التي لم تختلف بين المحفزات الحمراء والخضراء ذات التباين المخروطي LM المتساوي.
والجدير بالذكر أن المنبهات الزرقاء التي تتناقض حصريًا على طول المحور S-cone أثارت استجابات جاما أضعف بكثير ، فضلاً عن المجالات ذات الصلة بالحدث الأصغر وأداء اكتشاف التغيير الأسوأ.
يمكن تفسير قوة استجابات جاما اللونية البشرية للمنبهات على طول المحور LM بشكل جيد من خلال تباين مخروط LM ولا تظهر تحيزًا أحمر واضحًا عند معادلة تباين مخروط LM بشكل صحيح.
“متعصب للموسيقى. مستكشف متواضع جدا. محلل. متعصب للسفر. مدرس تلفزيوني متطرف. لاعب.”