Efectul culorii roșii asupra undelor cerebrale

Rezumat: Culoarea roșie nu este deosebit de puternică în ceea ce privește puterea oscilațiilor gamma pe care le generează în creier.

Sursă: ESI

Semafoarele roșii îi fac pe șoferi să oprească. Culoarea roșie produce un efect de semnalizare și avertizare. Dar se reflectă acest lucru și în creier?

Cercetătorii de la Institutul Ernst Strüngmann (ESI) pentru Neuroscience au investigat acum această întrebare. Au vrut să știe dacă roșul declanșează undele cerebrale mai puternic decât alte culori.

Studiul, intitulat „Gama vizuală umană pentru stimuli de culoare”, este publicat în jurnal eLife.

Cercetările lui Benjamin J. Stauch, Alina Peter, Isabelle Ehrlich, Zora Nolte și directorul ESI Pascal Fries se concentrează asupra cortexului vizual timpuriu, cunoscut și sub numele de V1. Este cea mai mare zonă vizuală a creierului și prima care primește input de la retină.

Când această zonă este stimulată de imagini puternice și omogene din punct de vedere spațial, undele cerebrale (oscilații) apar la o frecvență specifică numită banda gamma (30–80 Hz). Dar nu toate imaginile generează acest efect în aceeași măsură.

Culoarea este greu de definit

„Recent, o mulțime de cercetări au încercat să exploreze ce intrare specifică conduce undele gamma”, explică Benjamin J. Stauch, primul autor al studiului. „O intrare vizuală pare să fie suprafețele colorate. Mai ales dacă sunt roșii. Cercetătorii au interpretat acest lucru în sensul că roșul este special din punct de vedere evolutiv pentru sistemul vizual, deoarece, de exemplu, fructele sunt adesea roșii.”

Dar cum poate fi dovedit științific efectul culorii? Sau infirmat? La urma urmei, este dificil să definești o culoare în mod obiectiv și este la fel de dificil să compari culorile între diferite studii.

Fiecare monitor de computer reproduce o culoare diferit, așa că roșul pe un ecran nu este același cu pe altul. În plus, există o varietate de moduri de a defini culorile: pe baza unui singur monitor, judecăți perceptuale sau în funcție de ceea ce aportul lor face asupra retinei umane.

Culorile activează celulele fotoreceptoare

Oamenii percep culoarea atunci când celulele fotoreceptoare, așa-numitele conuri, sunt activate în retină. Ei răspund la stimulii luminosi transformându-i în semnale electrice, care sunt apoi transmise creierului.

Pentru a recunoaște culorile, avem nevoie de mai multe tipuri de conuri. Fiecare tip este deosebit de receptiv la o gamă specifică de lungimi de undă: roșu (conuri L), verde (conuri M) sau albastru (conuri S). Creierul compară apoi cât de puternic au reacționat conurile respective și deduce o impresie de culoare.

Funcționează în mod similar pentru toate ființele umane. Prin urmare, ar fi posibil să se definească în mod obiectiv culorile prin măsurarea cât de puternic activează diferitele conuri retiniene. Studiile științifice cu macaci au arătat că sistemul vizual primat timpuriu are două axe de culoare bazate pe aceste conuri: axa LM compară roșu cu verde, iar axa S—(L+M) este galbenă la violet.

„Credem că un sistem de coordonate de culoare bazat pe aceste două axe este cel potrivit pentru a defini culorile atunci când cercetătorii doresc să exploreze puterea oscilațiilor gamma. Definește culorile în funcție de cât de puternic și în ce mod activează sistemul vizual timpuriu”, spune Benjamin J. Stauch.

El și echipa sa au vrut să măsoare un eșantion mai mare de indivizi (N = 30), deoarece lucrările anterioare privind oscilațiile gama legate de culoare au fost efectuate în mare parte cu eșantioane mici de câteva primate sau participanți umani, iar spectrele de activare a conurilor pot varia genetic. de la individ la individ,

Roșul și verdele au un efect egal

Făcând acest lucru, Benjamin J. Stauch și echipa sa au investigat dacă culoarea roșie este specială și dacă această culoare provoacă oscilații gamma mai puternice decât verdele de intensitate comparabilă a culorii (adică, contrastul conului).

Aceste culori activează la fel de puternic conurile, responsabile de vederea culorilor, de pe retină. Prin urmare, provoacă aceleași oscilații puternice în creier. Credit: ESI/C. Kernberger

Ei au explorat, de asemenea, o întrebare secundară: oscilațiile gamma induse de culoare pot fi detectate și prin magnetoencefalografie (MEG), o metodă de măsurare a activităților magnetice ale creierului?

Ei ajung la concluzia că culoarea roșie nu este deosebit de puternică în ceea ce privește puterea oscilațiilor gamma pe care le induce. Mai degrabă, roșul și verdele produc oscilații gamma la fel de puternice în cortexul vizual timpuriu la același contrast absolut al conului LM.

Mai mult decât atât, undele gamma induse de culoare pot fi măsurate în MEG uman atunci când sunt tratate cu atenție, astfel încât cercetările viitoare ar putea urma principiile 3R pentru experimentele pe animale (reducerea, înlocuirea, rafinarea) folosind oameni mai degrabă decât primate non-umane.

Culorile care activează doar conul S (albastru) par, în general, să provoace doar răspunsuri neuronale slabe în cortexul vizual timpuriu. Într-o oarecare măsură, acest lucru este de așteptat, deoarece conul S este mai puțin frecvent în retina primatelor, mai în vârstă din punct de vedere evolutiv și mai lent.

Rezultatele acestui studiu condus de oamenii de știință ESI contribuie la înțelegerea modului în care cortexul vizual uman timpuriu codifică imagini și poate fi folosit într-o zi pentru a ajuta la dezvoltarea protezelor vizuale. Aceste proteze pot încerca să activeze cortexul vizual pentru a induce efecte perceptive asemănătoare vederii la persoanele cu retinele afectate. Cu toate acestea, acest obiectiv este încă departe.

Vezi si

Acesta arată un semn cu săgeți care indică spre "dreapta" și "gresit" moduri

Trebuie să se înțeleagă mult mai multe despre răspunsurile specifice ale cortexului vizual la inputul vizual.

Despre această știre de cercetare în neuroștiință vizuală

Autor: Oficiu de presa
Sursă: ESI
A lua legatura: Biroul de Presă – ESI
Imagine: Imaginea este creditată la ESI/C. Kernberger

Cercetare originală: Acces deschis.
„Gama vizuală umană pentru stimuli de culoare” de Benjamin J Stauch și colab. eLife


Abstract

Gama vizuală umană pentru stimuli de culoare

Oscilațiile puternice ale benzii gamma în cortexul vizual timpuriu al primatelor pot fi induse de suprafețe de culoare omogene (Peter și colab., 2019; Shirhatti și Ray, 2018). În comparație cu alte nuanțe, au fost raportate oscilații gamma deosebit de puternice pentru stimulii roșii.

Cu toate acestea, procesarea precorticală a culorii și puterea rezultată a intrării în V1 nu au fost adesea controlate complet. Prin urmare, răspunsurile mai puternice la roșu s-ar putea datora diferențelor de putere de intrare V1.

Am prezentat stimuli care aveau niveluri egale de luminanță și contrast de con într-un sistem de coordonate de culoare bazat pe răspunsurile nucleului geniculat lateral, principala sursă de intrare pentru zona V1. Cu acești stimuli, am înregistrat magnetoencefalografie la 30 de participanți umani.

Am găsit oscilații gamma în cortexul vizual timpuriu care, spre deosebire de rapoartele anterioare, nu diferă între stimulii roșii și verzi cu contrast egal de con LM.

În special, stimulii albaștri cu contrast exclusiv pe axa S-conului au indus răspunsuri gamma foarte slabe, precum și câmpuri mai mici legate de evenimente și performanțe mai slabe de detectare a schimbărilor.

Puterea răspunsurilor gamma de culoare umană pentru stimuli de pe axa LM ar putea fi bine explicată prin contrastul conului LM și nu a arătat o părtinire roșie clară atunci când contrastul conului LM a fost egalizat corespunzător.

Add Comment