Quá trình phân tích hình ảnh quan sát: trung khu thần kinh của sự kích thích

Phân tích tương phản trong hình ảnh quan sát. Nếu một người nhìn vào một bức tường trống, chỉ có một vài tế bào thần kinh ở vỏ não thị giác sơ cấp được kích thích, bất kể sự chiếu sáng của bức tường là sáng hay yếu. Thế thì, vỏ não thị giác sơ cấp phát hiện cái gì? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta hãy đặt lên bức tường một hình chữ thập đậm. Lưu ý rằng những khu vực bị kích thích lớn nhất xảy ra xung quanh ranh giới của đối tượng quan sát. Vì vậy, tín hiệu thị giác ở vỏ não thị giác sơ cấp được quyết định chủ yếu nhờ sự tương phản hình ảnh quan sát hơn là các khu vực không tương phản. Điều này cũng đúng với hầu hết các tế bào hạch võng mạc vì kích thích các thụ thể liền kề trên võng mạc ức chế hỗ trợ một cái khác. Tuy nhiên, nhiều ranh giới trong hình ảnh quan sát nơi có sự thay đổi từ tối sang sáng hoặc từ sáng sang tối, ức chế hỗ trợ không diễn ra, và cường độ của sự kích thích hầu hết neuron tỉ lệ với gradient tương phản - nghĩa là, ranh giới tương phản và sự khác biệt cường độ giữa khu vực sáng và tối càng lớn thì sự giảm thiểu kích thích càng lớn.

Hình. Mô hình kích thích xảy ra trong vỏ não thị giác để phản ứng với hình ảnh võng mạc của một cây thánh giá tối.

Vỏ não thị giác phát hiện hướng của tia và ranh giới - “simple” cells (các tế bào giản đơn)

Vỏ não thị giác phát hiện không những sự hiện diện của các tia và ranh giới ở những vùng khác nhau của hình ảnh võng mạc mà còn định hướng hướng của mỗi tia và ranh giới - nghĩa là, cho dù đó là đường thẳng đứng hay nằm ngang hoặc nằm nghiêng. Khả năng này được cho là kết quả của sự tổ chức tuyến tính của các tế bào ức chế lẫn nhau kích thích neuron bậc hai khi sự kích thích diễn ra tất cả trên một dãy các tế bào nơi có sự tương phản hình ảnh. Do đó, với mỗi hướng của tia, các tế bào thần kinh đặc hiệu được kích thích. Một tia được định hướng ở một hướng khác kích thích một thiết lập khác của tế bào. Các tế bào thần kinh này được gọi là các tế bào giản đơn. Chúng được tìm thấy chủ yếu ở lớp IV của vỏ não thị giác sơ cấp.

Phát hiện hướng tia

Khi một tia bị dời sang hai bên hoặc theo chiều dọc trên thị trường - “complex” cells (các tế bào phức tạp). Vì các tín hiệu thị giác tiến xa trong lớp IV, một số neuron đáp ứng với tia bằng cách định hướng ở các hướng giống như vậy nhưng không tại các vị trí đặc hiệu. Do vậy, ngay cả khi một dòng được di dời một khoảng vừa phải theo chiều ngang hoặc dọc trên thị trường, những tế bào thần kinh vẫn sẽ được kích thích nếu dòng có hướng tương tự. Những tế bào được gọi là tế bào phức tạp.

Phát hiện đường dài, góc, hoặc hình dạng đặc biệt khác

Một số tế bào thần kinh ở các lớp ngoài của các cột thị giác sơ cấp, cũng như tế bào thần kinh ở một số vùng thị giác thứ cấp, được kích thích chỉ bởi các đường thẳng hay đường ranh giới với độ dài đặc hiệu, hình cong đặc hiệu, hoặc bằng hình ảnh có đặc điểm khác. Đó là, các tế bào thần kinh phát hiện mệnh lệnh vẫn cao hơn các thông tin từ hình ảnh quan sát. Vì vậy, một tia khi đi sâu hơn vào con đường phân tích của vỏ não thị giác, dần dần nhiều tính chất của mỗi hình ảnh thị giác được giải mã.