Toelichting bij Neurologie, beslissingen: oogperceptie
|
9 feb.2009 |
In het genoemde artikel in de Scientific American Special
 gaat
het over hoe de hersenen de
signalen van de ogen verwerken tot een beeld van de buitenwereld, door ook de
informatie van het evenwichtsorgaan mee te nemen, en daarna pas dit resultaat
aan de rest van het brein, inclusief het bewustzijn, door te geven.
 Maar voor die
signalen in de hersenen aankomen, zijn ze al bewerkt door het zenuwstelsel van
het oog. Dat gaat middels processen die sterk lijken op hoe in de techniek signalen
worden geanalyseerd, bijvoorbeeld door iets dat Fast Fourier transformatie (FFT)
heet
. Het lijkt het vreemd dat een lichaam kan rekenen, maar dat komt omdat FFT ook
door middel van simpele elektronische componenten uitgevoerd kan worden, volgens
een schema als in de illustratie rechts. Het verhaal gaat dat een elektronicus bezig
was met dit schema, en een toeschouwer kreeg in de vorm van zijn broer die
oogarts (of iets dergelijks) was. Die zei onmiddellijk: "Maar dat is hoe het
zenuwnetwerk achter het netvlies eruit ziet"
. Het is de uitgang van dit netwerk
dat signalen via de optische hoofdzenuw naar de hersenen stuurt.
 FFT
wordt, net als zijn meer algemene voorvader genaamd Fourier analyse, gebruikt in
de signaalanalyse, wat je ook kan toepassen op een muziekinstrument. De
verschillende tonen die het instrument afgeeft zijn pieken in het resultaat van
de Fourier transformatie: het Fourier spektrum. De grondtoon van het instrument
is de sterkste piek (in de geïdealiseerde illustratie die bij 9.800 Hz) en bepaalt de toonhoogte - de andere tonen
die afgegeven worden, hogere en lager dan de grondtoon (in de illustratie de
kleinere pieken links en rechts van de grote), bepalen de kleur van het instrument.
Hoe meer hoge tonen, hoe schriller het instrument: een blokfluit meer dan een
piano, een dwarsfluit meer dan een blokfluit, een hobo meer dan een dwarsfluit -
voor wat praktische beelden, zie hier
.
De reden dat de natuur deze vormen ontwikkeld heeft, is dat in plaats van
gedetailleerde optische informatie, in computertermen: de informatie over alle
pixels op het scherm, alleen signalen van een bepaalde betekenis worden
verstuurd in compacte vorm. Zo worden alle scherpe lichter-donker overgangen,
wat in de werkelijkheid de grenzen tussen objecten zijn, door het FFT proces in
het netvlies omgevormd tot een een enkel signaal: "lijn op die en die plaats" -
die informatie gaat met voorrang naar het brein voor verdere verwerking. De
informatie over hoe de vlakken begrenst door de lijnen zijn ingevuld,
bijvoorbeeld met kleur, gaat naar aparte, langzame delen van het brein - het
brein recombineert de lijn- en vlaksignalen tot een compleet beeld, wat,
relatief gezien, vrij veel (reken-)tijd kost. De door de natuur als belangrijkst
beoordeelde signalen zijn die van veranderingen in de plaats van die
overgangen - dat is in werkelijkheid namelijk beweging. En wel met het
bijkomende onderscheid: hoe sneller de verandering (hoe sneller de beweging!),
hoe groter de urgentie. De verwerking van dit soort signalen is zo belangrijk
dat ze als eerste buiten het brein om afgehandeld worden, in de hersenstam
en ruggemerg, om te zorgen voor instantane reactie: de reflexen. Dit laatste is
te zien in talrijke diersoorten die anders reageren op snelle en langzame
beweging: slangen slaan toe bij snelle beweging, en kan je ontsnappen door heel
langzaam te bewegen.
Naar Neurologie, beslissingen
,
Beslissingen, bias
,
Psychologie lijst
 , Psychologie overzicht
, of site home
.
|
