Bản tóm tắt: Màu đỏ không đặc biệt mạnh về cường độ của dao động gamma mà nó tạo ra trong não.

nguồn: ESI

Đèn giao thông đỏ khiến người điều khiển phương tiện dừng lại. Màu đỏ tạo ra tín hiệu và hiệu ứng cảnh báo. Nhưng điều này cũng được phản ánh trong não bộ?

Các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Thần kinh Ernst Strongman (ESI) đã điều tra câu hỏi này. Họ muốn xem liệu màu đỏ có kích thích sóng não mạnh hơn các màu khác hay không.

Nghiên cứu có tiêu đề “Gamma thị giác của con người đối với các kích thích màu sắc”, đã được công bố trên tạp chí eLife.

Nghiên cứu của Benjamin J. Stoch, Alina Peter, Isabelle Ehrlich, Zora Nolte và Giám đốc ESI Pascal Fries tập trung vào vỏ não thị giác ban đầu, còn được gọi là V1. Đây là vùng thị giác lớn nhất trong não và là vùng đầu tiên nhận đầu vào từ võng mạc.

Khi vùng này bị kích thích bởi các hình ảnh đồng nhất về không gian và mạnh mẽ, các sóng não (dao động) phát sinh với một tần số cụ thể được gọi là dải gamma (30-80 Hz). Nhưng không phải tất cả các hình ảnh đều tạo ra hiệu ứng này ở cùng một mức độ.

Khó xác định màu

Benjamin J. Stauch, tác giả đầu tiên của nghiên cứu giải thích: “Gần đây, rất nhiều nghiên cứu đã cố gắng khám phá đầu vào cụ thể nào thúc đẩy sóng gamma. “Một trong những yếu tố đầu vào thị giác là các bề mặt có màu sắc. Đặc biệt nếu chúng có màu đỏ. Các nhà nghiên cứu giải thích điều này có nghĩa là màu đỏ đặc trưng về mặt tiến hóa đối với hệ thống thị giác vì các loại trái cây, chẳng hạn, thường có màu đỏ.”

Nhưng tác dụng của màu sắc có thể được khoa học chứng minh như thế nào? Hay bác bỏ nó? Rốt cuộc, rất khó để xác định màu sắc một cách khách quan, và cũng khó so sánh màu sắc giữa các nghiên cứu khác nhau.

Mỗi màn hình máy tính tạo ra một màu khác nhau, vì vậy màu đỏ trên màn hình này sẽ khác với màn hình kia. Ngoài ra, có nhiều cách khác nhau để xác định màu sắc: dựa trên một màn hình duy nhất, đánh giá cảm nhận hoặc dựa trên những gì đầu vào của nó tác động đến võng mạc của con người.

Màu sắc kích hoạt các tế bào cảm thụ ánh sáng

Con người nhận biết màu sắc khi các tế bào cảm thụ ánh sáng, được gọi là tế bào hình nón, trong võng mạc được kích hoạt. Chúng phản ứng với các kích thích ánh sáng bằng cách chuyển đổi chúng thành các tín hiệu điện, sau đó được truyền đến não.

Để nhận biết màu sắc, chúng ta cần một số loại hình nón. Mỗi loài đặc biệt chấp nhận một phạm vi bước sóng cụ thể: màu đỏ (hình nón L), màu xanh lá cây (hình nón M), hoặc màu xanh lam (hình nón S). Sau đó, não bộ sẽ so sánh mức độ phản ứng của các tế bào hình nón tương ứng và tạo ra ấn tượng về màu sắc.

Nó hoạt động tương tự đối với tất cả con người. Do đó, có thể nhận biết màu sắc một cách khách quan bằng cách đo lường mức độ chúng kích hoạt các tế bào võng mạc khác nhau mạnh mẽ như thế nào. Các nghiên cứu khoa học về khỉ đã chỉ ra rằng hệ thống thị giác của linh trưởng ban đầu có hai trục màu phụ thuộc vào các tế bào hình nón này: trục LM so sánh màu đỏ với màu xanh lá cây và trục S— (L + M) có màu vàng với màu tím.

Benjamin nói: “Chúng tôi tin rằng hệ tọa độ màu dựa trên hai trục này là chính xác để xác định màu sắc khi các nhà nghiên cứu muốn khám phá độ mạnh của dao động gamma. J. Stauch.

Ông và nhóm của mình muốn đo một lượng mẫu cá thể lớn hơn (N = 30) vì công việc trước đây về dao động gamma liên quan đến màu sắc chủ yếu được thực hiện với các mẫu nhỏ từ một số loài linh trưởng hoặc người tham gia, và phổ kích hoạt hình nón có thể khác nhau về mặt di truyền đối với từng cá thể. cho cá nhân,

Màu đỏ và màu xanh lá cây có tác dụng như nhau

Bằng cách làm này, Benjamin J. Stauch và nhóm của ông đã nghiên cứu xem màu đỏ có đặc biệt hay không và liệu màu này có gây ra dao động gamma mạnh hơn màu xanh lục có cường độ màu tương tự hay không (tức là màu không đẳng hướng hình nón).

Họ cũng khám phá một câu hỏi phụ: Dao động gamma do màu sắc có thể được phát hiện bằng phương pháp đo từ tính (MEG), một phương pháp đo lường các hoạt động từ trường của não?

Họ kết luận rằng màu đỏ không đặc biệt mạnh về cường độ của dao động gamma mà nó gây ra. Thay vào đó, màu đỏ và xanh lá cây tạo ra dao động gamma với cùng cường độ trong vỏ não thị giác ban đầu ở cùng một dị hướng hình nón LM tuyệt đối.

Hơn nữa, các sóng gamma do màu sắc gây ra có thể được đo trong MEG của con người khi được xử lý cẩn thận, vì vậy nghiên cứu trong tương lai có thể tuân theo nguyên tắc 3R của các thí nghiệm trên động vật (giảm, thay thế, tinh chỉnh) sử dụng con người thay vì động vật linh trưởng không phải là con người.

Màu sắc chỉ kích hoạt hình nón S (xanh lam) thường được hiển thị để kích thích phản ứng thần kinh yếu chỉ trong vỏ não thị giác ban đầu. Ở một mức độ nào đó, điều này được mong đợi, bởi vì hình nón S ít phổ biến hơn ở võng mạc của linh trưởng, già hơn về mặt tiến hóa và chậm chạp hơn.

Kết quả của nghiên cứu do các nhà khoa học ESI dẫn đầu góp phần tìm hiểu cách vỏ não thị giác của con người ban đầu mã hóa hình ảnh và một ngày nào đó có thể được sử dụng để hỗ trợ phát triển các bộ phận giả thị giác. Những bộ phận giả này có thể cố gắng kích hoạt vỏ não thị giác để tạo ra các hiệu ứng tri giác tương tự như thị lực ở những người bị tổn thương võng mạc. Tuy nhiên, mục tiêu này vẫn khó nắm bắt.

Cần hiểu thêm về các phản ứng cụ thể của vỏ não thị giác đối với đầu vào trực quan.

Về nghiên cứu này trong tin tức khoa học thần kinh thị giác

tác giả: văn phòng báo chí
nguồn: ESI
Tiếp xúc: Văn phòng báo chí – ESI
hình ảnh: Ảnh được ghi có cho ESI / C. Kernberger

tìm kiếm ban đầu: truy cập mở.
“Gamma thị giác của con người đối với các kích thích màu sắcViết bởi Benjamin J. Stausch et al. eLife

---

Bản tóm tắt

Gamma thị giác của con người đối với các kích thích màu sắc

Các dao động dải gamma mạnh có thể được tạo ra trong vỏ não thị giác ban đầu của động vật linh trưởng bởi các bề mặt màu đồng nhất (Peter và cộng sự, 2019; Shirhatti và Ray, 2018). So với các đa hình khác, các dao động gamma đặc biệt mạnh đã được báo cáo đối với các kích thích màu đỏ.

Tuy nhiên, quá trình xử lý màu trước vỏ não và công suất kết quả của các đầu vào cho V1 thường không được kiểm soát hoàn toàn. Do đó, phản ứng mạnh hơn với màu đỏ có thể là do sự khác biệt về cường độ của đầu vào V1.

Chúng tôi đã trình bày các kích thích có mức độ chói và độ tương phản hình nón bằng nhau trong hệ tọa độ màu dựa trên các phản ứng của hạt nhân hình nón bên, nguồn đầu vào chính cho vùng V1. Sử dụng những kích thích này, chúng tôi đã ghi lại MRI não ở 30 người tham gia.

Chúng tôi nhận thấy dao động gamma trong vỏ não thị giác ban đầu, trái ngược với các báo cáo trước đây, không có sự khác biệt giữa các kích thích màu đỏ và xanh lá cây có độ tương phản hình nón LM bằng nhau.

Đáng chú ý, các kích thích màu xanh lam có độ tương phản độc quyền trên trục hình nón S gây ra các phản ứng gamma rất yếu, ngoài các miền liên quan đến sự kiện nhỏ hơn và hiệu suất phát hiện thay đổi yếu hơn.

Sức mạnh của phản ứng gamma sắc độ của con người đối với các kích thích nằm trên trục LM có thể được giải thích rõ ràng bằng độ tương phản của hình nón LM và không cho thấy sai lệch màu đỏ rõ ràng khi cân bằng đúng độ tương phản của hình nón LM.