Важность (нейробиология) - Salience (neuroscience)

Эта статья о когнитивной нейробиологии. Для использования в других целях см. Заметность.

В заметность (также называемый заметность) элемента - это состояние или качество, которым он отличается от своих соседей. Выявление заметности считается ключевым внимательный механизм, облегчающий учусь и выживание, позволяя организмам сосредоточить свои ограниченные перцептивный и познавательный ресурсы по наиболее подходящему подмножеству доступных сенсорный данные.

Заметность обычно возникает из-за контрастов между предметами и их окрестностями, таких как красная точка, окруженная белыми точками, мерцающий индикатор сообщения на автоответчике или громкий шум в тихой обстановке. Выявление заметности часто изучается в контексте визуальный система, но аналогичные механизмы действуют и в других сенсорных системах. На то, что является выдающимся, может повлиять обучение: например, для людей определенные буквы могут стать заметными благодаря обучению.[1][2]

Когда развертывание внимания осуществляется за счет явных стимулов, это считается вверх дном, объем памяти -свободный и реактивный. И наоборот, внимание также можно направлять нисходящими, зависимыми от памяти или упреждающими механизмами, например, при взгляде вперед на движущиеся объекты или в сторону перед переходом улицы. Людям и другим животным трудно уделять внимание более чем одному предмету одновременно, поэтому они сталкиваются с проблемой непрерывной интеграции и определения приоритетов различных влияний снизу вверх и сверху вниз.

Нейроанатомия

Компонент мозга назвал гиппокамп помогает с оценкой значимости и контекста, используя прошлые воспоминания для фильтрации новых входящих стимулов и помещая наиболее важные в долговременную память. В энторинал кора головного мозга - это путь в гиппокамп и из него, и он является важной частью сети памяти мозга; исследования показывают, что именно эта область мозга страдает на раннем этапе Болезнь Альцгеймера,[3] одним из эффектов которого является изменение (уменьшение) значимости.[4]

В пульвинарные ядра (в таламус ) модулирует физическую / перцептивную значимость при выборе внимания.[5]

Одна группа нейронов (т. Е. D1-типа средние шиповатые нейроны ) в пределах оболочка прилежащего ядра (Оболочка NAcc) назначает аппетит мотивационная значимость («хочу» и «желание», которое включает в себя мотивационный компонент), иначе стимулирующая значимость, к поощрительные стимулы, а другая группа нейронов (т. е. D2-тип средние шиповатые нейроны ) в оболочке NAcc придает отвратительную мотивационную значимость отвращающие раздражители.[6][7]

Первичная зрительная кора (V1) генерирует восходящую карту значимости[8] от визуальных входов до рефлексивных сдвигов внимания или взгляда. Важность местоположения выше, когда нейроны V1 дают более высокие ответы на это местоположение по сравнению с ответами нейронов V1 на другие визуальные местоположения.[9] Например, выделяется уникальный красный элемент среди зеленых или уникальная вертикальная полоса среди горизонтальных полос, поскольку он вызывает более высокие ответы V1 и привлекает внимание или пристальный взгляд.[10] Нейронные ответы V1 отправляются в верхний холмик чтобы направить взгляд на заметные места. Отпечаток карты значимости в V1 заключается в том, что внимание или взгляд могут быть захвачены по расположению синглтона глаза происхождения во входных визуальных данных, например, полоса, однозначно показываемая левому глазу на фоне многих других полос, показанных для правый глаз, даже если наблюдатели не могут отличить одноэлементную полосу от полосы фона.[11]

В психологии

Этот термин широко используется при изучении восприятия и познания для обозначения любого аспекта стимула, который по любой из многих причин выделяется среди остальных. Важность может быть результатом эмоциональных, мотивационных или когнитивных факторов и не обязательно связана с физическими факторами, такими как интенсивность, четкость или размер. Хотя считается, что заметность определяет выбор внимания, заметность, связанная с физическими факторами, не обязательно влияет на выбор стимула.[12]

Смещение заметности

Смещение заметности (также известен как перцептивная значимость) представляет собой когнитивную предвзятость, которая предрасполагает людей сосредотачиваться на предметах, которые более заметны или эмоционально поразительны, и игнорировать те, которые ничем не примечательны, даже если это различие часто не имеет отношения к объективным стандартам.[13] Смещение заметности тесно связано с концепцией доступность в поведенческая экономика:

Доступность и значимость тесно связаны с доступностью, и они также важны. Если вы лично пережили серьезное землетрясение, вы с большей вероятностью поверите, что землетрясение возможно, чем если бы вы читали о нем в еженедельном журнале. Таким образом, очевидные и легко предполагаемые причины смерти (например, торнадо) часто получают завышенные оценки вероятности, а менее яркие причины (например, приступы астмы) получают низкие оценки, даже если они возникают с гораздо большей частотой (здесь в двадцать раз). Время тоже имеет значение: более недавние события оказывают большее влияние на наше поведение и на наши страхи, чем более ранние.

— Ричард Х. Талер, Подталкивание: принятие решений о здоровье, богатстве и счастье (2008-04-08)

Гипотеза аберрантной значимости шизофрении

Дальнейшая информация: Дофаминовая гипотеза шизофрении

Капур (2003) предложили гипердофаминергическое состояние на «мозговом» уровне описания приводит к неправильному присвоению значимости элементам своего опыта на «умственном» уровне.[14] Эти аберрантные приписывания значимости были связаны с измененными действиями в мезолимбической системе, включая полосатое тело, то миндалина, гиппокамп и парагиппокампальная извилина.[15] Дофамин опосредует преобразование нейронного представления внешнего стимула из нейтрального бита информации в привлекательную или отталкивающую сущность, то есть заметное событие.[16] Симптомы шизофрения может возникнуть из-за `` неправильного определения значимости внешних объектов и внутренних представлений '', а антипсихотические препараты уменьшают положительные симптомы, ослабляя аберрантную мотивационную значимость посредством блокады рецепторы дофамина D2 (Капур, 2003).

Альтернативные области исследования включают: дополнительные моторные зоны, лобные поля глаза и теменные поля глаз. Эти области мозга участвуют в расчетах прогнозов и визуальной заметности. Изменение ожиданий относительно того, куда смотреть, перестраивает эти области мозга. Это когнитивное повторение может привести к появлению некоторых симптомов, обнаруживаемых при таких расстройствах.

Моделирование визуальной заметности

В области психология Были предприняты усилия по моделированию механизма человеческого внимания, включая обучение расстановке приоритетов различных восходящих и нисходящих влияний.[17]

В области компьютерное зрение, были предприняты усилия по моделированию механизма человеческого внимания, особенно восходящего механизма внимания.[18], включая оба пространственный и временное внимание. Такой процесс также называется обнаружением визуальной заметности.[19]

Вообще говоря, существует два типа моделей, имитирующих восходящий механизм заметности. Один из способов основан на анализе пространственного контраста: например, для определения значимости по шкалам используется механизм «центр-окружение», который основан на предполагаемом нейронном механизме.[20] Другой способ основан на анализе частотной области.[21] Хотя они использовали амплитудный спектр для определения значимости редко встречающихся величин, Guo et al. вместо этого используйте фазовый спектр.[22]Недавно Ли и др. представила систему, которая использует информацию об амплитуде и фазе.[23]

Ключевым ограничением многих таких подходов является их вычислительная сложность, приводящая к меньшей производительности, чем в реальном времени, даже на современном компьютерном оборудовании.[20][22] В некоторых недавних работах предпринимаются попытки преодолеть эти проблемы за счет качества обнаружения заметности при определенных условиях.[24] Другая работа предполагает, что заметность и связанные с ней явления скорости-точности могут быть фундаментальными механизмами, определяемыми во время распознавания посредством градиентного спуска, и не обязательно должны иметь пространственный характер.[25]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Шнайдер, Вальтер; Шиффрин, Ричард М. (1977). «Управляемая и автоматическая обработка информации человеком: I. Обнаружение, поиск и внимание». Психологический обзор. 84 (1): 1–66. Дои:10.1037 / 0033-295x.84.1.1.
  2. ^ Шиффрин, Ричард М .; Шнайдер, Вальтер (1977). «Управляемая и автоматическая обработка информации человеком: II. Перцептивное обучение, автоматическое посещение и общая теория». Психологический обзор. 84 (2): 127–90. Дои:10.1037 / 0033-295x.84.2.127.
  3. ^ Хан, Усман А; Лю, Ли; Провенцано, Франк А.; Берман, Диего Э; Профачи, Катерина П.; Слоан, Ричард; Майе, Ричард; Дафф, Карен Э; Смолл, Скотт А. (2013). «Молекулярные факторы и корковое распространение дисфункции латеральной энторинальной коры при доклинической болезни Альцгеймера». Природа Неврология. 17 (2): 304–11. Дои:10.1038 / №3606. ЧВК  4044925. PMID  24362760.
  4. ^ Бальтазар, Марсио Л. Ф .; Pereira, Fabrício R. S .; Lopes, Tátila M .; Да Силва, Элвис Л .; Коан, Ана Каролина; Campos, Brunno M .; Дункан, Найл В .; Стелла, Флориндо; Northoff, Георг; Damasceno, Benito P .; Cendes, Фернандо (2014). «Нейропсихиатрические симптомы болезни Альцгеймера связаны с функциональными изменениями связности в сети значимости». Картирование человеческого мозга. 35 (4): 1237–46. Дои:10.1002 / hbm.22248. ЧВК  6868965. PMID  23418130.
  5. ^ Snow, J.C .; Allen, H.A .; Rafal, R.D .; Хамфрис, Дж. У. (2009). «Нарушение отбора внимания после повреждений человеческого пульвинара: доказательства гомологии между человеком и обезьяной». Труды Национальной академии наук. 106 (10): 4054–9. Bibcode:2009ПНАС..106.4054С. Дои:10.1073 / pnas.0810086106. JSTOR  40428498. ЧВК  2656203. PMID  19237580.
  6. ^ Маленка Р.К., Нестлер Э.Дж., Хайман С.Е. (2009). Sydor A, Brown RY (ред.). Молекулярная нейрофармакология: основа клинической неврологии (2-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill Medical. С. 147–148, 367, 376. ISBN  978-0-07-148127-4. Нейроны VTA DA играют решающую роль в мотивации, поведении, связанном с вознаграждением (глава 15), внимании и множественных формах памяти. Такая организация DA-системы, широкая проекция из ограниченного числа клеточных тел, позволяет скоординированно реагировать на новые мощные награды. Таким образом, действуя в различных конечных областях, дофамин придает мотивационную значимость («желание») самой награде или связанным с ней сигналам (область оболочки прилежащего ядра), обновляет значение, приписываемое различным целям в свете этого нового опыта (орбитальная префронтальная кора), помогает консолидировать несколько форм памяти (миндалевидное тело и гиппокамп) и кодирует новые двигательные программы, которые облегчат получение этой награды в будущем (основная область прилежащего ядра и дорсальное полосатое тело). В этом примере дофамин модулирует обработку сенсомоторной информации в различных нейронных цепях, чтобы максимизировать способность организма получать будущие вознаграждения. ...
    Схема вознаграждения мозга, на которую нацелены наркотики, вызывающие привыкание, обычно опосредует получение удовольствия и укрепление поведения, связанного с естественными подкреплениями, такими как еда, вода и сексуальный контакт. Дофаминовые нейроны в VTA активируются пищей и водой, а высвобождение дофамина в NAc стимулируется присутствием естественных подкрепляющих веществ, таких как еда, вода или половой партнер. ...
    NAc и VTA являются центральными компонентами схемы, лежащей в основе вознаграждения и памяти о вознаграждении. Как упоминалось ранее, активность дофаминергических нейронов в VTA, по-видимому, связана с предсказанием вознаграждения. NAc участвует в обучении, связанном с подкреплением и модуляцией моторных ответов на стимулы, которые удовлетворяют внутренние гомеостатические потребности. Оболочка NAc, по-видимому, особенно важна для начальных действий лекарства в рамках схемы вознаграждения; наркотики, вызывающие привыкание, в большей степени влияют на высвобождение дофамина в оболочке, чем в ядре NAc.
  7. ^ Балики, М. Н .; Mansour, A .; Baria, A.T .; Huang, L .; Berger, S.E .; Поля, H. L .; Апкарян, А. В. (2013). «Разделение Accumbens человека на предполагаемое ядро ​​и Shell разделяет кодирование ценностей ради вознаграждения и боли». Журнал неврологии. 33 (41): 16383–93. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.1731-13.2013. ЧВК  3792469. PMID  24107968.
  8. ^ Ли, З. (2002). «Карта значимости в первичной зрительной коре». Тенденции в когнитивных науках. 6 (1): 9–16. Дои:10.1016 / S1364-6613 (00) 01817-9. PMID  11849610. S2CID  13411369.
  9. ^ Ян, Ю. Чжаопин, Л. и Ли, В. (2018). «Важность снизу вверх и обучение сверху вниз в первичной зрительной коре головного мозга обезьян». PNAS. 115 (41): 10499–10504. Дои:10.1073 / pnas.1803854115. ЧВК  6187116. PMID  30254154.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  10. ^ Чжаопин, Ли (2014). Понимание видения: теория, модели и данные. Великобритания: Издательство Оксфордского университета. ISBN  9780199564668.
  11. ^ Чжаопин, Л. (2008). «Захват внимания синглтонами происхождения даже без осознания - отличительная черта восходящей карты значимости в первичной зрительной коре». Журнал видения. 8 (5): 1.1–18. Дои:10.1167/8.5.1. PMID  18842072.
  12. ^ Цаканикос, Элиас (2004). «Скрытое торможение, визуальное всплытие и шизотипия: нарушение латентного торможения связано с усилением яркости стимула?». Личность и индивидуальные различия. 37 (7): 1347–58. Дои:10.1016 / j.paid.2004.01.005.
  13. ^ "Смещение заметности - Лаборатория принятия решений". https://thedecisionlab.com/. Архивировано из оригинал на 2019-05-28. Внешняя ссылка в | сайт = (помощь)
  14. ^ Капур, Шитидж (2003). «Психоз как состояние аберрантной значимости: структура, объединяющая биологию, феноменологию и фармакологию в шизофрении». Американский журнал психиатрии. 160 (1): 13–23. Дои:10.1176 / appi.ajp.160.1.13. PMID  12505794.
  15. ^ Ли, Сон-Ку; Чун, Джи Вон; Ли, Чон Сок; Пак, Хэ Чжон; Юнг, Янг-Чул; Сок, Чон-Хо; Ким, Джэ-Джин (2014). «Аномальная нейронная обработка во время атрибуции эмоциональной значимости аффективной асимметрии у пациентов с шизофренией». PLOS ONE. 9 (3): e90792. Bibcode:2014PLoSO ... 990792L. Дои:10.1371 / journal.pone.0090792. ЧВК  3949688. PMID  24619004.
  16. ^ Берридж, Кент C; Робинсон, Терри Э (1998). «Какова роль дофамина в вознаграждении: гедоническое воздействие, поощрение обучения или значимость стимулов?». Обзоры исследований мозга. 28 (3): 309–69. Дои:10.1016 / s0165-0173 (98) 00019-8. PMID  9858756. S2CID  11959878.
  17. ^ Ван де Лаар, Пьер; Хескес, Том; Гилен, Стэн (1997). «Зависимое от задачи обучение вниманию». Нейронные сети. 10 (6): 981–992. Дои:10.1016 / S0893-6080 (97) 00031-2. HDL:2066/24972. PMID  12662494.
  18. ^ Фринтроп, Симона; Рим, Эрих; Кристенсен, Хенрик И. (2010). «Вычислительные системы визуального внимания и их когнитивные основы». Транзакции ACM о прикладном восприятии. 7 (1): 1–46. Дои:10.1145/1658349.1658355. S2CID  8620299.
  19. ^ А. Мэйти (2015). «Импровизированное обнаружение заметных объектов и манипуляции с ними». arXiv:1511.02999 [cs.CV ].
  20. ^ а б Itti, L .; Koch, C .; Нибур, Э. (1998). «Модель визуального внимания на основе значимости для быстрого анализа сцены». IEEE Transactions по анализу шаблонов и машинному анализу. 20 (11): 1254–9. CiteSeerX  10.1.1.53.2366. Дои:10.1109/34.730558.
  21. ^ Хоу, Сяоди; Чжан, Лицин (2007). «Обнаружение значимости: спектральный остаточный подход». Конференция IEEE 2007 года по компьютерному зрению и распознаванию образов. С. 1–8. CiteSeerX  10.1.1.579.1650. Дои:10.1109 / CVPR.2007.383267. ISBN  978-1-4244-1179-5. S2CID  15611611.
  22. ^ а б Ченлей Го; Ци Ма; Лиминг Чжан (2008). «Пространственно-временное обнаружение значимости с использованием фазового спектра кватернионного преобразования Фурье». Конференция IEEE 2008 года по компьютерному зрению и распознаванию образов. С. 1–8. CiteSeerX  10.1.1.408.2452. Дои:10.1109 / CVPR.2008.4587715. ISBN  978-1-4244-2242-5. S2CID  16493916.
  23. ^ Ли, Цзянь; Левин, Мартин Д .; Ань, Сянцзин; Сюй, Синь; Он, Hangen (2013). «Визуальная выразительность на основе масштабно-пространственного анализа в частотной области». IEEE Transactions по анализу шаблонов и машинному анализу. 35 (4): 996–1010. arXiv:1605.01999. Дои:10.1109 / TPAMI.2012.147. PMID  22802112. S2CID  350786.
  24. ^ Катрамадос, Иоаннис; Брекон, Тоби П. (2011). «Визуальная заметность в реальном времени Отделом гауссианцев». 2011 18-я Международная конференция IEEE по обработке изображений. С. 1701–4. CiteSeerX  10.1.1.227.7801. Дои:10.1109 / ICIP.2011.6115785. ISBN  978-1-4577-1303-3. S2CID  16438770.
  25. ^ Ахлер Т. (2013). «Контролируемая генеративная реконструкция: эффективный способ гибкого хранения и распознавания паттернов». arXiv:1112.2988 [cs.CV ].

внешняя ссылка