إدراك بصري

(تم التحويل من Visual perception)

الإدراك البصري Visual perception هو القدرة على تفسير المعلومات المنقولة من الضوء المرئي إلى العين. ويسمى أيضا رؤية العين. وتعمل مختلف المكونات الفسيولوجية على تحقيق عملية الإدراك البصري مثل الجهاز البصري، وتركز على المزيد من البحث في علم النفس، العلوم الاستعرافية، العلوم العصبية وعلم الأحياء الجزيئي.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الجهاز البصري

الجهاز البصري في البشر يمكن الأفراد من استيعاب المعلومات من البيئة. تبدأ عملية الرؤية عندما تركز عدسات العين على صورة في المكان المحيط بها على غشاء حساس للضوء في خلفية العين، يسمى شبكية العين. الشبكية هي في الواقع جزء من المخ تم عزله ليعمل كمبدل [بحاجة لمصدر] لتحويل أنماط الضوء إلى إشارات عصبية. تركز عدسات العين الضوء على الخلايا المستقبلة للضوء في الشبكية، والتي تتحقق من فوتونات الضوء وتستجيب بإنتاج نبضات عصبية. هذه الإشارات يتم معالجتها بطريقة هرمية بواسطة مناطق مختلفة في المخ، من الشبكية إلى النواة الركبية الوحشية، إلى القشرة البقصرية للمخ.


دراسة الإدراك البصري

المشكلة الرئيسية في الإدراك البصري هي أن ما يراه الأشخاص ليس مجرد ترجمة لمحفزات الشبكية (أي الصورة على الشبكية). ومن ثم، فقد ناضل المهتمون بالإدراك لوقت طويل من أجل تفسير ما تفعله المعالجة البصرية لخلق ما نراه بالفعل.

الدراسات المبكرة على الإدراك البصري

الجريان الظهري (بالأخضر) والجريان البطني البصري (بالقرمزي). في البشر، تشارك معظم القشرة المخية في الإبصار.

كانت هناك مدرستين يونانيتين قديمتين رئسيتين، تقدم شرحاً رئيسياً لكيفية حدوث الإبصار في الجسم.

تتبنى الأولى "نظرية الانبعاثات" والتي تقول بأن الإبصار يحدث عندما تنبعث أشعة من العين وتعترضها الأشياء المرئية. لو رأينا شيئاً بطريقة مباشرة يكون هذا عن طريق الأشعة الصادرة من العين والتي تسقط مرة أخرى على الشيء. إلى أن الصورة المكسورة، التي نراها عن طريق الأشعة، وكذلك التي تخرج من العين، تسافر عبر الهواء، وبعد الاكسار، تسقط على الشيء المرئي والذي كان مرئياً نتية لحركة الأشعة من العين. دافع عن هذه النظرية علماء مثل إقليدس وبطليموس وتلاميذهم.

دعت المدرسة الثانية إلى ما يسمى منهج "الإيلاج" والذي يرى أن الإبصار يأتي من شيء ما يدخل العين ممثلاً الشيء المرئي. مع دعاتها الرئيسيين مثل أرسطو، گالن وتلاميذهم، يبدو أن هذه النظرية قريبة من النظريات الحديثة للماهية الحقيقية للإبصار، لكنها تظل مجرد تكهنات تفتقر إلى أي أساس تجريبي..

يعتمد فكر كلا المدرستين على مبدأ يفضي بأن "like is only known by like" وبالتالي فإن العين تتكون من بعض "الشعلات الداخلية" والتي تتفاعل مع "الشعلات الشعلات الخارجية" للضوء المرئي فيحدث الإبصار المحتمل. أكد أفلاطون على هذا في حواره، تيمايوس ؛ وكذلك فعل أرسطو في أطروحاته القصيرة De Sensu.[1]

ليوناردو دا ڤنشي: للعين خط مركزي وكل شيء يصل للعين عن طريق هذا الخط المركزي يمكن رؤيته بوضوح.

ابن الهيثم، "أبو "البصريات"، كان أول من حل هذه الأجحية، بتنقيح نظرية الإيلاج إلى النظرية الحديثة المقبولة للإبصار في مؤلفه كتاب المناظر (1021). زعم أن الإبصار ينتج عن الضوء الصادر من الأشياء عند دخوله العين. ومع ذلك، فقد أصر على أن الجزء الذي يستجيب للضوء في العين هو العدسات، في حين أننا نعرف الآن أنه شبكية العين. قام بتطوير منهج علمي مبكر مؤكداً تجربة واسعة النطاق. كان رائد الدراسة العلمية لعلم نفس الإدراك لابصري، ليكون أول عالم يزعم أن الإبصار يحدث في المخ، وليس العين. وأشار إلى أن التجربة الشخصية لها تأثير على ما يراه الأشخاص وعلى كيفية رؤيتهم، وأن الإبصار والإدراك and that vision and perception are subjective. فسر الأخطاء المحتملة في الرؤية تفصيلياً، وعلى سبيل المثال، وصف كيف أن الطفل الصغير ذو الخبرة الأقل يجد صعوبة أكبر في تفسير ما يراه/تراه. أعطى أيضاً مثال بأن الشخص البالغ يمكنه إرتكاب أخطاء في الإبصار بسبب ما تقترحه الخبرة الشخصية للشخص بخصوص رؤيته للشيء، عندما يرون في الواقع شيئاً آخر. وقد يبدو هذا مرتبطاً بشكل كبير بالمقولة الشهيرة "الجمال يكمن في عين الناظر".[2] قام ابن الهيثم بالكثير من الاستقصاءات والتجارب على الإدراك البصري، متعمقاً في أعمال بطليموس حول الرؤية المزدوجة، ومعلقاً على الأعمال التشريحية لگالن.[3][4]

كان ليوناردو دا ڤنشي (1452–1519) أول من تعرف على القدرات البصرية الخاصة للعين. كتب "وظيفة العين البشرية... والتي وصفها عدد كبير من المؤلفين بطريقة محددة. لكني وجدت أنها مختلفة تماماً". كان الحقيقة التجريبية الرئيسية التي توصل إليها هي أن الإبصار الواضح والنقي الوحيد لخط الرؤية، الخط البصري والذي ينتهي عند النقرة. بالرغم من عدم استخدامه لهذه الكلمات حرفياً إلى أنه كان بالفعل أبو التمييز الحديث بين النقرة والرؤية المحيطية.

الاستدلال اللاشعوري

عادة ما تنسب أول دراسة للإدراك البصري في العصور الحديثة إلى هرمان فون هلمهولتس. فحص هلمهولتس العين البشرية وتوصل إلى أنها، كانت بصرياً، أكثر فقراً. المعلومات منخفضة الجودة التي تجمعها العين أظهرت له أن الإبصار مستحيلاً. وبالتالي فقد توصل إلى أن الإبصار يحدث فقط كنتيجة لشكل ما من الاستدلال اللاشعوري: مسألة وضع افتراضات واستنتاجات من بيانات غير مكتملة، استناداً إلى التجارب السابقة.

يتطلب الاستدلال اللاشعوري خبرة سابقة بالعالم: أمثلة افتراضات شهيرة - معتمدة على الخبرة البصرية - وهي:

  • يأتي الضوء من الخارج.
  • تبدو الأشياء غير طبيعية عند رؤيتها من أسفل.
  • يتم رؤية الوجوه (والتعرف عليها) من الوضع المستقيم [5]

دراسة الخدع البصرية (الحالات التي تحدث عندما يقع خطأ في عملية الاستدلال) حقق الكثير من التبصر في ماهية أنواع الافتراضات التي تشكل النظام البصري.

نوع آخر من فرضية الاستدلال اللاشعوري (معتمدة على الاحتمالات) تم إحياؤها مؤخراً في الدراسات البايزية الشهيرة للإدراك البصري. يعتبر أنصار هذا النهج أن النظام البصري يقوم بأحد أشكال الاستدلال البايزي لاستخلاص الصور من البيانات الحسية. استخدمت النماذج المعتمدة على هذه الفكرة لوصف النظم البصرية الفرعية المختلفة، مثل إدراك الحركة أو إدراك العمق.[6][7]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

نظرية گستالت

عمل علماء النفس الگستالتيون خاصة في الثلاثينيات والأربعينيات كان السبب في ظهور الكثير من الأسئلة البحثية التي تم دراستها بواسطة علماء الإبصار اليوم.

قوانين التنظيم الگستالتية وجهت دراسة كيف أن مكونات الإدراك البصري لدى الأشخاص مثل الأنماط أو المجاميع المنظمة، بدلاً من كونها مناطق مختلفة كثيرة. گستالت هي كلمة ألمانية ترجمتها "التنظيم أو وضع نمط" تبعاً لهذا النظرية، هناك ستة عوامل رئيسية تحدد كيفية تجميعنا للأشياء تبعاً للإدراك البصري: القرب، التشابه، الإنغلاق، التماثل، المصير المشترك والاستمرارية.

من أسباب تجاهل القوانين الگستالتية من قبل علماء النفس المعرفي عدم قدرتها على تفسير طبيعة الرؤية المحيطية. في النظرية الگستالتية، يحدث الإدراك البصري فقط أثناء fixations.

بينما يعتبر إبصار النقرة بطيء للغاية (فقط من ثلاثة إلى أربع صور تلسكوبية عالية الجودة/ثانية)، تعتبر الرؤية المحيطية غير دقيقة تماماً لكنها أيضاً سريعة للغاية (أكثر من 90 صورة في الثانية - لتمكن الشخص من رؤية وميض صور تلفزيونية 50 هرتز أوروپي). وبالتالي تجمع عناصر المجال البصري آلياً تبعاً لقوانين مثل القرب، التشابه، الإنغلاق، التماثل، المصير المشترك والاستمرارية.

تحليل حركة العين

حركة العين في ثانيتين (ياربس، 1967)

في الستينيات، سمح التطور التقني بالتسجيل المستمر لحركة العين أثناء القراءة[8] في عرض الصورة [9] ولاحقاً في حل مشكلة الإبصار [10] وعندما أصبحت الكاميرا الرأسية متاحة، أثناء القيادة أيضاً.[11]

الصورة من اليسار قد تظهر ما يحدث في الثانيتين الأولتين من الإدراك البصري. بينما تكون الخلفية خارج التركيز، ممثلة الرؤية المحيطية، تذهب حركة العين الأولى إلى أحذية الرجل (فقط لأنها قريبة للغاية من بداية التثبيت ولها تناقض معقول).

يقفز التثبيت التالي من الوجه إلى الوجه. ربما يسمح حتى بمقارنات بين الوجوه.

قد يشمل هذا أن تكون أيقونة الوجه أيقونة بحث جذابة للغاية في مجال الرؤية المحيطية. يضف إبصار النقرة معلومات مفصلة إلى الانطباع المحيطي الأول.

المناهج المعرفية والحاسوبية

المشكلة الرئيسية للقوانين الگستالتية (والمدرسة الگستالتية بشكل عام) هي أنها وصفية وليست تفسيرية. على سبيل المثال، لا يمكن للمرء تفسير كيف يرى البشر الملامح المستمرة بالقول ببساطة أن المخ "يفضل الاستمرارية الجيدة". النماذج الحاسوبية للإبصار حققت نجاحاً أكبر في تفسير الظاهرة البصرية وتفوقت بقوة على النظرية الگستالتية. أكثرها حداثة، النماذج الحاسوبية للإدراك البصري والتي تم تطويرها لصالح ڤرتشوال رياليتي للنظم - وتعتبر أقرب للوضع الحياتي الواقعي كما تمثل الحركة والأنشطة الشائعة في العالم الواقعي.[12] فيما يتعلق بالتأثير الگستالتي على دراسة الإدراك البصري، توصل بروس، گرين وگيورگسن إلى ما يلي:

سقطت النظرية الفسيولوجية للگستالتيين جانباً، تاركة إيانا مع مجموعة من المبادئ الوصفية، لكن بدون نموذج معالجة إدراكية. في الواقع، بعض من "قوانينهم" الخاصة بالتنظيم الإدراكي تبدو اليوم غامضة وغير كافية. ماذا يعني الشكل "الجيد" أو "البسيط"، على سبيل المثال؟" [13]

في السبعينيات طور ديڤد مار نظرية متعددة المستويات للإبصار، والتي حللت عملية الإبصار على مستويات مختلفة من التجريد. للتركيز على الوعي بمشكلات محددة في الإبصار: المستويات الحاسوبية، الحسابية والإجرائية.

لمعالجة الحاسوبية، على مستوى عالي مال تجريد، ينبغي التغلب على مشكلات الجهاز البصري. يحاول المستوى الحسابي تحديد الاستراتيجية المستخدمة لحل تلك المشكلات. وأخيراً. يحاول المستوى الإجرائي شرح كيفية التغلب على هذه المشكلات من حيث النشاط العصبي الفعلي اللازم.

اقترح مار أنه من الممكن التحقق من الإبصار على أي من هذه المستويات بشكل مستقل. وصف مار الإبصار على أنه ينطلق من مصفوفة بصرية ذات بعدين (على الشبكية) إلى وصف ثلاثي الأبعاد للعالم كمخرج. وتشمل مراحل الإبصار الخاصة به:

  • رسم بدائي أو ثنائي الأبعاد للمشهد، اعتماداً بناءاً على استخراج السمة من المكونات الأساسية للمشهد، ما يتضمن الحواف، المناطق، الخ. لاحظ التشابه في المفهوم مع الرسم البدائي المرسوم بسرعة بواسطة فنان كانطباع.
  • رسم 2-1/2 الأبعاد للمشهد، حيث البنى معروفة، الخ. لاحظ التشابه في المفهوم مع مرحلة الرسم التي يقوم فيها الفنان بتسليط الضوء أو تظليل مناطق من المشهد، لتوفير العمق.
  • نموذج ثلاثي الأبعاد، حيث يكون المشهد مرئي باستمرار، خريطة ثلاثية الأبعاد.[14]

أبحاث

مجال رؤية الفئران المحقونة بالجسيمات النانوية.

في 28 فبراير 2019 قام علماء بحقن الفئران بجسيمات نانوية مما أكسبها رؤية فائقة استمرت عشر أسابيع، الذي قد يشكل أملاً في علاج مشكلات الإبصار لدى البشر. قام العلماء بحقن شبكية أعين الفئران بجسيمات نانوية مغطاة بپروتين يساعدها على الارتباط بمستقبلات ضوئية. استخدم العلماء الجسيمات النانوية المهندسة وراثياً للجمع بين فوتونيْن من ضوء الأشعة تحت الحمراء في فوتون واحد يمكن أن تلتقطه عيون الثدييات. والنتيجة هي أن فوتونات الأشعة تحت الحمراء القادمة بأطوال موجية تصل إلى 980 نانومتر تُترجم إلى فوتونات ذات أطوال موجية تبلغ 535 نانومتر، والتي تقع حول الجزء الأخضر من الطيف المرئي، فتحولت تحولت الأشعة تحت الحمراء بشكل فعال إلى ضوء مرئي داخل أعينها.[15]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

انظر أيضاً

إمراض

تخصصات متعلقة

المصادر

  1. ^ Finger, Stanley. Origins of Neuroscience. A History of Explorations into Brain Function.. New York: Oxford University Press, USA, 1994.
  2. ^ Bradley Steffens (2006). Ibn al-Haytham: First Scientist, Chapter 5. Morgan Reynolds Publishing. ISBN 1599350246.
  3. ^ Howard, I (1996). "Alhazen's neglected discoveries of visual phenomena". Perception. 25: 1203–1217. doi:10.1068/p251203.
  4. ^ Omar Khaleefa (1999). "Who Is the Founder of Psychophysics and Experimental Psychology?". American Journal of Islamic Social Sciences. 16 (2).
  5. ^ Hans-Werner Hunziker, (2006) Im Auge des Lesers: foveale und periphere Wahrnehmung - vom Buchstabieren zur Lesefreude [In the eye of the reader: foveal and peripheral perception - from letter recognition to the joy of reading] Transmedia Stäubli Verlag Zürich 2006 ISBN 978-3-7266-0068-6
  6. ^ Mamassian, Landy & Maloney (2002)
  7. ^ A Primer on Probabilistic Approaches to Visual Perception
  8. ^ Taylor, St.: Eye Movements in Reading: Facts and Fallacies. American Educational Research Association, 2 (4), 1965, 187-202.
  9. ^ Yarbus, A. L. (1967). Eye movements and vision, Plenum Press, New York
  10. ^ Hunziker, H. W. (1970). Visuelle Informationsaufnahme und Intelligenz: Eine Untersuchung über die Augenfixationen beim Problemlösen. Schweizerische Zeitschrift für Psychologie und ihre Anwendungen, 1970, 29, Nr 1/2
  11. ^ Cohen, A. S. (1983). Informationsaufnahme beim Befahren von Kurven, Psychologie für die Praxis 2/83, Bulletin der Schweizerischen Stiftung für Angewandte Psychologie
  12. ^ A.K.Beeharee - http://www.cs.ucl.ac.uk/staff/A.Beeharee/research.htm
  13. ^ Bruce, V., Green, P. & Georgeson, M. (1996). Visual perception: Physiology, psychology and ecology (3rd ed.). LEA. p. 110.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  14. ^ Marr, D (1982). Vision: A Computational Investigation into the Human Representation and Processing of Visual Information. MIT Press.
  15. ^ "Scientists Injected Nanoparticles Into Mice's Eyes to Give Them Infrared Vision". مجلة ديسكڤري. 2019-02-28. Retrieved 2019-03-05.

وصلات خارجية