Ich habe oft gehört, dass der Vorgang des Sakkadens als statistische Stichprobentechnik bezeichnet werden kann. Insbesondere scheint die Standard-Lehrbuchdefinition der Funktion von Sakkaden zu sein, dass das Gesichtsfeld zu komplex ist, um es in seiner Gesamtheit zu kennen, also betrachten wir ein repräsentatives Beispiel davon, um eine allgemein adäquate Darstellung zu bilden.
Aber diese Einbildung scheint nur auf einer losen Analogie zu viel besser definierten Problemen als dem Sehen zu beruhen (z. B. alles , was mit der Monte-Carlo-Methode löslich ist), und in der Wahrnehmungsliteratur habe ich keine vorgeschlagenen Mechanismen gefunden, durch die diese Integration von abgetasteten Informationen erfolgt könnte passieren.
Meine Frage lautet also: Wenn Augensackbildung am besten als Abtastprozess angesehen wird, wie integriert das Gehirn dann die abgetasteten Informationen? Und wenn nicht, was sind dann einige praktikable Alternativen dazu, wie das Gehirn die durch Sakkaden erzeugte Bildfolge nutzt?
Ein guter Ausgangspunkt für ein umfassendes Verständnis aller Wahrnehmungen und Handlungen ist der Wahrnehmungs-Handlungs-Zyklus von Jaoquin Fuster . Wie er sagt, ist es ein "kybernetischer Kreislauf, der den Organismus mit seiner Umgebung verbindet". Er beschreibt zwei Teile des Gehirns, den hinteren Empfindungsteil und den vorderen Verhaltensteil. Informationszyklen zwischen Wahrnehmung, Interpretation (im hinteren Teil), Aktionsplänen (im vorderen Teil) und tatsächlicher Bewegung. Die Bewegung wird wahrgenommen und der Kreislauf geht weiter. Dies ist ein guter Rahmen, um darüber nachzudenken, wie Sakkaden funktionieren.
Ihre eigentliche Frage ist dann, eine große alte fleischige Dose mit Würmern zu öffnen. Wie das Gehirn die von den Sakkaden erzeugte Bildfolge nutzt, sind eigentlich zwei Fragen. Erstens, wie nimmt das Gehirn Bilder wahr? Als nächstes, wie sind Sakkaden dafür relevant? Im Zusammenhang mit dem Wahrnehmungs-Aktions-Zyklus betrachten wir dann, wie die hintere Einheit visuelle Informationen interpretiert und wie die vordere Einheit auf diese Interpretation reagiert. Ohne 10.000 Wörter zu schreiben, werde ich versuchen, eine Miniaturskizze davon zu geben. Dann werde ich versuchen, es wieder einzukreisen, um Ihre spezifische Frage zu beantworten.
Wie interpretiert das Gehirn also visuelle Bilder? Hier müssen wir nur wirklich verstehen, dass die hintere Einheit verteilte und hierarchische Zellanordnungen erzeugt, die immer komplexere Sätze von Merkmalen darstellen. Verteilt, weil die Zellanordnungen spärlich sind , da sie aus vielen verstreuten Mitgliedern bestehen, die jeweils ein anderes Merkmal darstellen. In gewisser Weise sind diese miteinander verbunden, um die Gestalt des Objekts zu bilden. Hierarchisch, weil kortikale Regionen so verbunden sind, dass aufeinanderfolgende Regionen Merkmale aus vorherigen Regionen integrieren. Im Grunde wird also ein hierarchischer Satz von Zellverbänden aktiviert und somit die sensorische Information im Geist repräsentiert.
Ein Punkt, bevor wir fortfahren: Diese Zellanordnungen sind zeitlich. Sie repräsentieren Informationen über die Zeit. Beim Sehen ist es nicht so offensichtlich, aber bei anderen Sinnesmodalitäten ist es so. Was bedeutet eine einzelne Konfiguration von Cochlea-Aktivierungen? Oder eine einzelne Konfiguration von Berührungssensoren? Wenig. Es bedeutet weitaus mehr in der zeitlichen Abfolge. Eine Melodie oder eine Hand, die dir auf die Schulter klopft. Das Sehen ist nicht anders, das Verwirrende ist, dass jede einzelne Konfiguration so viele Informationen enthält, dass es leicht ist, sich das visuelle System als statisches System vorzustellen. Aber das ist es nicht. Sakkaden selbst tragen dazu bei, zeitliche Informationen zu erzeugen, indem sie sich auf aufeinander folgende Dinge konzentrieren. Wenn Sie an die Aktivität der Netzhaut denken, anstatt an die statische äußere Szene, werden Sie sehen, dass Sakkaden ein integraler Bestandteil der zeitlichen Dynamik visueller Informationen sind.
Aus diesem Grund halte ich es nicht für optimal, sich Sakkaden als Prozession von Bildern vorzustellen. Auf der Ebene der Netzhaut oder V1 könnte dies zutreffen. Aber im gesamten Wahrnehmungsbereich sind diese Bilder miteinander verbunden. Jede Sakkade präsentiert kein radikal neues Bild, sie entwickelt ein bereits vorhandenes Bild im Geist weiter. Die höheren hierarchischen Regionen binden die Informationen von jeder Sakkade in einen Rahmen ein.
Ok, wenn der hintere Teil die Szene versteht, wie wird sie in eine Aktion (wie eine Sakkade) übersetzt? Ich glaube, die Antwort ist der Weg durch die Basalganglien . Die Basalganglien helfen bei der „Auswahl“ motorischer Verhaltensweisen. Um es sehr einfach auszudrücken, der Wahrnehmungsanteil ist der Input und der Output geht an den vorderen motorischen Anteil. Durch unklare Mechanismen wird eine Transformation durchgeführt, bei der eine Sakkadenbewegung enthemmt wird, die die Augen zu dem Teil der Szene bewegt, den sie als nächstes sehen möchten.
Mir ist klar, dass ich hier ziemlich weit schieße, also lassen Sie es mich wissen, wenn Sie etwas Genaueres wissen möchten. Ich bin mir nur nicht sicher, ob Ihre aktuelle Frage pauschal beantwortet werden kann.
Fuster, JM (1990). Präfrontaler Kortex und die Überbrückung zeitlicher Lücken im Wahrnehmungs-Aktions-Zyklus. Annalen der New York Academy of Science , 608, 318-336.
Felleman, DJ, & Van Essen, DC (1991). Verteilte hierarchische Verarbeitung in der Großhirnrinde von Primaten. Cerb Cortex , 1, 1-47.
Sakurai, Y. (1999). Wie kodieren Zellverbände Informationen im Gehirn? Neuroscience & Biobehavioral Reviews , 23, 785-796.
Engel, AK, König, P., Kreiter, A., Schillen, TB, & Singer, W. (1992). Zeitliche Codierung im visuellen Kortex: neue Perspektiven auf die Integration im Nervensystem. Trends in den Neurowissenschaften , 15, 218-226.
Hikosaka, O., Takikawa, Y., & Kawagoe, R. (2000). Rolle der Basalganglien bei der Kontrolle gezielter sakkadischer Augenbewegungen. Physiol. Rev. , 80, 953-978.
Beginnen wir damit, uns über die Terminologie und die grundlegenden Aspekte der Augenbewegungen im Klaren zu sein. Sakkaden sind Augenbewegungen. Fixierungen sind, wenn Ihre Augen still sind. Während Sakkaden werden keine visuellen Informationen gesammelt – wir sind funktionell blind, wenn wir Sakkaden machen. Der einfache Weg, dies zu demonstrieren, besteht darin, in einen Spiegel zu starren und Ihre eigenen Sakkaden zu beobachten. Du kannst es nicht!
Zweitens, obwohl Preeces Antwort aus einer eher neurologischen Perspektive sehr detailliert ist, möchte ich eine Antwort aus der Perspektive von Augenbewegungsforschern anbieten. Der einfache Weg, um in die Augenbewegungsforschung und die Perspektive von Augenbewegungsforschern einzusteigen, besteht darin, etwas wie den Scholarpedia-Artikel zu diesem Thema zu lesen: http://www.scholarpedia.org/article/Eye_movement . Wenn Sie aktuelle Artikel lesen möchten, gehen Sie zu einigen der Rezensionen von Keith Rayner, die in diesem Link zitiert werden. Sie sind sehr detailliert und gründlich und dienen als guter Ausgangspunkt.
Als nächstes Ihr Argument von "Insbesondere scheint die Standard-Lehrbuchdefinition der Funktion von Sakkaden zu sein, dass das Sichtfeld zu komplex ist, um es in seiner Gesamtheit zu kennen, also betrachten wir eine repräsentative Stichprobe davon, um eine allgemein angemessene zu bilden Repräsentation" ist nur die halbe Wahrheit, und es lohnt sich, deutlich zu machen, was das eigentlich bedeutet. Der Grund, warum wir Objekte in der Welt um uns herum fixieren, besteht darin, unsere Fovea zu verwenden, um eine qualitativ hochwertige, farbige und hochauflösende Inspektion dieser Objekte zu erhalten. Die Sehschärfe (und das Farbsehen) nimmt in der Peripherie sehr schnell ab.
Nun... um zu deiner Frage zu kommen! Wonach Sie wirklich fragen, ist etwas, das man transsakkadische Integration oder transsakkadisches Gedächtnis nennt . Es geht darum, wie wir die Informationen, die wir bei aufeinanderfolgenden Fixierungen an verschiedenen Punkten in der Welt um uns herum gewonnen haben, zusammenfügen und integrieren. David Irwin und Kollegen haben umfangreiche Arbeiten in dieser Richtung geleistet, und ein guter Ausgangspunkt ist die Wikipedia-Seite und ihre Referenzen: http://en.wikipedia.org/wiki/Transsaccadic_memory
Benjamin Crouzier