Vliv červené barvy na mozkové vlny

Souhrn: Červená barva není nijak zvlášť silná, pokud jde o sílu gama oscilací, které generuje v mozku.

zdroj: ESI

Červené semafory nutí řidiče zastavit. Červená vytváří signální a varovný efekt. Odráží se to ale i v mozku?

Výzkumníci z Institutu Ernsta Strongmana (ESI) z Neuroscience zkoumali tuto otázku. Chtěli zjistit, zda červená barva stimuluje mozkové vlny silněji než jiné barvy.

Studie s názvem „Human Visual Gamma for Color Stimuli“ byla publikována v časopise eLife.

Výzkum Benjamina J. Stocha, Aliny Peter, Isabelle Ehrlich, Zory Nolte a ředitele ESI Pascala Friese se zaměřuje na ranou zrakovou kůru, známou také jako V1. Je to největší zraková oblast v mozku a první oblast, která přijímá vstup ze sítnice.

Když je tato oblast stimulována silnými a prostorově homogenními obrazy, vznikají mozkové vlny (oscilace) se specifickou frekvencí nazývanou pásmo gama (30-80 Hz). Ale ne všechny obrázky generují tento efekt ve stejné míře.

Obtížné určit barvu

„V poslední době se mnoho výzkumů pokusilo prozkoumat, které konkrétní vstupy řídí gama vlny,“ vysvětluje Benjamin J. Stauch, první autor studie. „Jedním z vizuálních vstupů se zdá být barevné povrchy. Zvláště pokud jsou červené. Vědci to interpretovali tak, že červená je evolučně specifická pro vizuální systém, protože například ovoce je často červené.“

Ale jak lze vědecky prokázat účinek barvy? Nebo to vyvrátit? Koneckonců, je obtížné objektivně určit barvu a je také obtížné porovnávat barvy mezi různými studiemi.

Každá obrazovka počítače vytváří jinou barvu, takže červená barva na jedné obrazovce se liší od druhé. Kromě toho existuje celá řada způsobů, jak barvy identifikovat: na základě jediné obrazovky, vjemových úsudků nebo na základě toho, co její vstupy dělají s lidskou sítnicí.

Barvy aktivují fotoreceptorové buňky

Lidé vnímají barvu, když jsou aktivovány fotoreceptorové buňky, zvané čípky, v sítnici. Na světelné podněty reagují tak, že je převádějí na elektrické signály, které jsou následně přenášeny do mozku.

K rozpoznání barev potřebujeme několik typů čípků. Každý druh specificky přijímá specifický rozsah vlnových délek: červená (L kužely), zelená (M kužely) nebo modrá (S kužely). Mozek pak porovná, jak silně příslušné čípky reagují, a vyvolá dojem barvy.

Funguje to podobně jako u všech lidí. Bylo by tedy možné objektivně identifikovat barvy měřením toho, jak silně aktivují různé čípky sítnice. Vědecké studie u makaků prokázaly, že zrakový systém raných primátů měl dvě chromatické osy závislé na těchto čípcích: osa LM porovnává červenou se zelenou a osa S—(L + M) je žlutá až fialová.

„Věříme, že barevný souřadnicový systém založený na těchto dvou osách je správný pro identifikaci barev, když chtějí výzkumníci prozkoumat sílu gama oscilací. Identifikuje barvy podle toho, jak silné a jakým způsobem je aktivován raný vizuální systém,“ říká Benjamin J. Stauch.

On a jeho tým chtěli změřit větší vzorek jedinců (N = 30), protože předchozí práce na barevných gama oscilacích byly většinou prováděny s malými vzorky od několika primátů nebo lidských účastníků a spektra aktivace čípků se mohou geneticky lišit od jednotlivých jedinců. k jednotlivci,

Červená a zelená mají stejný účinek

Tím Benjamin J. Stauch a jeho tým zkoumali, zda je červená výrazná a zda tato barva způsobuje silnější gama oscilace než zelená s podobnou intenzitou barvy (tj. anizotropie kužele).

Zkoumali také vedlejší otázku: Lze barevně indukované gama oscilace detekovat také magnetoencefalografií (MEG), metodou pro měření magnetických aktivit mozku?

Došli k závěru, že červená barva není nijak zvlášť silná, pokud jde o sílu gama oscilací, které způsobuje. Místo toho červená a zelená produkují gama oscilace se stejnou silou v rané zrakové kůře při stejné absolutní anizotropii LM kužele.

Navíc, barevně indukované gama vlny mohou být měřeny v lidském MEG při pečlivém zpracování, takže budoucí výzkum by se mohl řídit 3R principy experimentů na zvířatech (redukovat, nahrazovat, zpřesňovat) s použitím lidí místo nehumánních primátů.

U barev, které aktivují pouze S-kužel (modrá), se obecně ukazuje, že vyvolávají slabé nervové reakce pouze v rané zrakové kůře. Do jisté míry se to dá očekávat, protože S-kužel je u sítnic primátů méně častý, evolučně starší a pomalejší.

Výsledky této studie vedené vědci ESI přispívají k pochopení toho, jak raná lidská zraková kůra kóduje obrazy a mohla by jednoho dne být použita k podpoře vývoje zrakové protetiky. Tyto protetiky se mohou pokusit aktivovat zrakovou kůru, aby vyvolaly percepční účinky podobné vidění u lidí s poškozením sítnice. Tento cíl však zůstává v nedohlednu.

viz také

Je třeba více porozumět specifickým reakcím zrakové kůry na vizuální vstupy.

O tomto výzkumu ve zprávách vizuální neurovědy

autor: tisková kancelář
zdroj: ESI
Kontakt: Tisková kancelář – ESI
obrázek: Fotografie připsána ESI / C. Kernberger

původní hledání: otevřený přístup.
„Lidská vizuální gama pro barevné podnětyNapsal Benjamin J. Stausch a kol. eLife

souhrn

Lidská vizuální gama pro barevné podněty

Silné oscilace v gama pásmu mohou být indukovány v rané zrakové kůře primátů homogenními barevnými povrchy (Peter et al., 2019; Shirhatti a Ray, 2018). Ve srovnání s jinými polymorfy byly u červených podnětů hlášeny zvláště silné gama oscilace.

Předkortikální zpracování barev a výsledný výkon vstupů do V1 však často nejsou plně kontrolovány. Silnější reakce na červenou proto mohou být způsobeny rozdíly v síle vstupu V1.

Prezentovali jsme podněty se stejnými úrovněmi jasu a kónického kontrastu v systému barevných souřadnic na základě odpovědí laterálního genikulárního jádra, hlavního vstupního zdroje pro oblast V1. Pomocí těchto podnětů jsme zaznamenali MRI mozku u 30 lidských účastníků.

Našli jsme gama oscilace v časné zrakové kůře, které se na rozdíl od předchozích zpráv nelišily mezi červenými a zelenými stimuly se stejným kontrastem LM kužele.

Je pozoruhodné, že modré stimuly s exkluzivním kontrastem na ose S-kužele vyvolaly velmi slabé gama reakce, kromě menších domén souvisejících s událostmi a slabšího výkonu detekce změn.

Síla lidských chromatických gama odpovědí na podněty na ose LM mohla být dobře vysvětlena rozptylem LM kužele a nevykazovala zjevné červené zkreslení při správném vyrovnání rozptylu LM kužele.