vplyv červenej na mozgové vlny

zhrnutie: Červená farba nie je zvlášť silná, pokiaľ ide o silu gama oscilácií, ktoré vznikajú v mozgu.

Zdroj: ESI

Vodičov zastavujú červené semafory. Červená farba vytvára signálny a varovný efekt. Odráža sa to však aj v mozgu?

Vedci z Neurologického inštitútu Ernsta Strungmanna (ESI) teraz túto otázku skúmali. Chceli vedieť, či červená spúšťa mozgové vlny silnejšie ako iné farby.

Štúdia s názvom „Ľudská vizuálna gama pre farebné stimuly“ je publikovaná v časopise elife,

Benjamin J. Výskum Staucha, Aliny Peter, Isabel Ehrlich, Zory Nolte a riaditeľa ESI Pascala Friesa sa zameral na ranú vizuálnu kôru, známu aj ako V1. Je to najväčšia vizuálna oblasť mozgu a prvá oblasť, ktorá prijíma vstup zo sietnice.

Keď je toto pole stimulované silnými a priestorovo homogénnymi obrazmi, mozgové vlny (oscilácie) sa generujú so špecifickou frekvenciou nazývanou pásmo gama (30–80 Hz). Ale nie všetky obrázky vytvárajú tento efekt v rovnakej miere.

farba sa ťažko definuje

„V poslednej dobe sa veľa výskumov pokúšalo zistiť, ktorý špecifický vstup poháňa gama vlny,“ povedal prvý autor štúdie Benjamin J. vysvetľuje Stoch. „Zdá sa, že vizuálnym vstupom sú farebné povrchy. Najmä ak sú červené. Výskumníci to pochopili tak, že červená je evolučne exkluzívna pre vizuálny systém, pretože napríklad ovocie je často červené.“

Ako sa však dá vedecky dokázať účinok farby? alebo odmietnuté? Koniec koncov, je ťažké objektívne definovať farbu a rovnako ťažké je porovnávať farby medzi rôznymi štúdiami.

Každý počítačový monitor reprodukuje farbu inak, takže červená na jednej obrazovke nie je rovnaká ako na druhej. Okrem toho existuje niekoľko spôsobov, ako definovať farby: na základe jednotlivých monitorov, percepčných úsudkov alebo na základe toho, čo ich vstupy robia s ľudskou sietnicou.

Farby aktivujú fotoreceptorové bunky

Ľudia vnímajú farbu, keď sa v sietnici aktivujú fotoreceptorové bunky, takzvané čapíky. Reagujú tak, že premieňajú svetelné podnety na elektrické signály, ktoré sa potom prenášajú do mozgu.

Na rozpoznanie farieb potrebujeme niekoľko druhov kužeľov. Každý typ je obzvlášť citlivý na špecifický rozsah vlnových dĺžok: červená (L kužeľ), zelená (M kužeľ) alebo modrá (S kužeľ). Mozog potom porovná, ako silne zareagovali zodpovedajúce čapíky a odvodí farebný dojem.

Funguje rovnako pre všetky ľudské bytosti. Preto by bolo možné objektívne definovať farby podľa toho, ako silne aktivujú rôzne sietnicové čapíky. Vedecké štúdie s makakmi ukázali, že zrakový systém raných primátov mal na základni týchto kužeľov dve farebné osi: os LM porovnávajúcu červenú so zelenou a os S- (L+M) porovnávajúcu žltú s fialovou.

„Veríme, že farebný súradnicový systém založený na týchto dvoch osiach je správny na definovanie farieb, keď chcú výskumníci zistiť silu gama oscilácií. Definuje farby podľa toho, ako silno a akým spôsobom sa inicializujú.“ aktivujte vizuálny systém,“ Benjamin J. hovorí Stoch.

On a jeho tím chceli zmerať veľkú vzorku jedincov (n = 30), pretože predchádzajúce práce na farebných gama osciláciách boli väčšinou vykonávané s malými vzorkami od niekoľkých primátov alebo ľudských účastníkov a spektrá aktivácie kužeľa sú geneticky upravené. .môže sa líšiť. od človeka k človeku,

červená a zelená majú rovnaký účinok

Pritom Benjamin J. Stauch a jeho tím skúmali, či je červená charakteristická a či táto farba spôsobuje silnejšie gama oscilácie ako zelená s porovnateľnou intenzitou farby (t. j. kontrast kužeľa).

Skúmali aj vedľajšiu otázku: možno farebne indukované gama oscilácie detekovať aj magnetoencefalografiou (MEG), metódou merania magnetickej aktivity mozgu?

Dospeli k záveru, že červená farba nie je zvlášť silná, pokiaľ ide o silu gama oscilácií, ktoré vyvoláva. Červená a zelená skôr vytvárajú rovnako silné gama oscilácie v ranom vizuálnom kortexe pri rovnakom absolútnom kontraste LM kužeľa.

Okrem toho možno v ľudských MEG pri starostlivom ošetrení merať farebne indukované gama vlny, takže budúci výskum môže byť potrebný pre experimenty na zvieratách (redukované, substituované, rafinované) s použitím ľudí a nie primátov (okrem človeka).

Farby, ktoré aktivujú iba S-kužeľ (modrá), zvyčajne odhaľujú len slabé neurónové reakcie v ranej zrakovej kôre. Do určitej miery sa to dá očakávať, keďže S-kužeľ je v sietnici primátov menej bežný, je postupne starší a je letargickejší.

Výsledky tejto štúdie pod vedením vedcov z ESI prispievajú k pochopeniu toho, ako raná ľudská zraková kôra kóduje obrazy a jedného dňa sa môže použiť na pomoc pri vývoji zrakových protéz. Tieto protézy sa môžu pokúsiť aktivovať vizuálnu kôru, aby vyvolali percepčné účinky podobné videniu u ľudí s poškodenou sietnicou. Do tohto cieľa je však ešte ďaleko.

vidieť všetko

Je potrebné viac pochopiť špecifické reakcie zrakovej kôry na vizuálny vstup.

O týchto novinkách z výskumu vizuálnej neurovedy

autor: Tlačové oddelenie
Zdroj: ESI
kontakt: Tlačová kancelária – ESI
obrázok: Obrázok je pripísaný ESI/C. kernburger

Základný výskum: otvorený prístup.
,Ľudské vizuálne gama až farebné podnety„Od Benjamina J. Staucha a spol. elife

esencia

Ľudské vizuálne gama až farebné podnety

Silné oscilácie v gama pásme v skorej vizuálnej kôre primátov môžu byť vyvolané homogénnymi farebnými povrchmi (Peter a kol., 2019; Shirhatti a Ray, 2018). V porovnaní s inými farbami boli pri červených stimuloch zaznamenané obzvlášť silné gama oscilácie.

Prekortikálne spracovanie farieb a výsledná sila vstupu do V1 však často neboli úplne kontrolované. Preto môžu byť výrazné červené farebné reakcie spôsobené rozdielom vo vstupnom výkone V1.

Prezentovali sme stimuly, ktoré mali podobné úrovne jasu a kontrastu kužeľa v systéme farebných súradníc na základe odpovedí z laterálneho genikulárneho jadra, ktoré je hlavným vstupným zdrojom pre oblasť V1. Pomocou týchto stimulov sme zaznamenali magnetoencefalografiu u 30 ľudských účastníkov.

Zistili sme gama oscilácie v ranom vizuálnom kortexe, ktoré sa na rozdiel od predchádzajúcich správ nelíšili medzi červenými a zelenými stimulmi na rozdiel od rovnakého LM kužeľa.

Najmä modré stimuly s osobitným kontrastom na osi S-kužeľa vyvolali veľmi slabé gama reakcie, ako aj menšie oblasti súvisiace s udalosťou a slabý výkon detekcie zmien.

Sila ľudských farebných gama reakcií na podnety na osi LM sa dala dobre vysvetliť kontrastom LM kužeľa a nevykazovala zjavné červené skreslenie, keď sa správne vyrovnal kontrast LM kužeľa.