Neural mechanisms underlying adaptive optimization of visual sensitivity

视觉敏感性自适应优化的神经机制

基本信息

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): One of the fundamental tenets of sensory biology is that sensory systems adapt to environmental change. It has been argued that adaptation should have the effect of optimizing sensitivity to the new environment. To make this premise concrete and precise, the proposed research builds on a normative theory of visual motion perception, which argues that the visual system will adapt optimally by balancing stimulus and measurement uncertainties. This theory makes predictions about visual spatiotemporal sensitivity as a function of environmental statistics: Adaptive optimization should be manifested as a change in spatiotemporal sensitivity for an observer and for the underlying motion-sensitive neurons. The proposed research will test these predictions. The effects of adaptation on visual sensitivity will be examined in the context of the neuronal representation of speed of visual motion. Adaptation using specific speeds will be used as a means to effect a change in environmental statistics. Both perceptual and neuronal consequences of this adaptation will be recorded, with the expectation that sensitivity changes will reflect the modeled process of optimization. The proposed research constitutes a richly interwoven collection of psychophysical, neurophysiological and theoretical approaches to the topic of visual adaptation. Experiments have been designed to yield an unprecedented body of comprehensive data bearing on the spatiotemporal properties of the primate visual system and the effects of environmental change. These data will be used to further understanding of the phenomenology and mechanism of adaptation.
描述(由申请人提供):感觉生物学的基本原理之一是感觉系统适应环境变化。有人认为,适应应该具有优化对新环境的敏感性的效果。为了使这一前提具体而精确,所提出的研究建立在视觉运动感知的规范理论的基础上,该理论认为视觉系统将通过平衡刺激和测量不确定性来实现最佳适应。该理论将视觉时空敏感性作为环境统计的函数进行预测:自适应优化应该表现为观察者和底层运动敏感神经元时空敏感性的变化。拟议的研究将测试这些预测。适应对视觉敏感性的影响将在视觉运动速度的神经元表征的背景下进行检查。使用特定速度的适应将被用作影响环境统计数据变化的手段。这种适应的感知和神经后果都将被记录,期望灵敏度的变化将反映优化的建模过程。拟议的研究构成了视觉适应主题的心理物理学、神经生理学和理论方法的丰富交织的集合。实验旨在产生前所未有的全面数据,涉及灵长类视觉系统的时空特性和环境变化的影响。这些数据将用于进一步理解现象学和适应机制。

项目成果

期刊论文数量(7)
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A century of Gestalt psychology in visual perception: II. Conceptual and theoretical foundations.
  • DOI:
    10.1037/a0029334
  • 发表时间:
    2012-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    22.4
  • 作者:
    Wagemans, Johan;Feldman, Jacob;Gepshtein, Sergei;Kimchi, Ruth;Pomerantz, James R.;van der Helm, Peter A.;van Leeuwen, Cees
  • 通讯作者:
    van Leeuwen, Cees
Paradoxical perception of object identity in visual motion.
  • DOI:
    10.1016/j.visres.2017.04.008
  • 发表时间:
    2017-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Zharikova A;Gepshtein S;van Leeuwen C
  • 通讯作者:
    van Leeuwen C
Prospective Optimization with Limited Resources.
  • DOI:
    10.1371/journal.pcbi.1004501
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Snider J;Lee D;Poizner H;Gepshtein S
  • 通讯作者:
    Gepshtein S
Sensory optimization by stochastic tuning.
  • DOI:
    10.1037/a0034192
  • 发表时间:
    2013-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Jurica, Peter;Gepshtein, Sergei;Tyukin, Ivan;van Leeuwen, Cees
  • 通讯作者:
    van Leeuwen, Cees
Perception of time in articulated visual events.
在清晰的视觉事件中感知时间。
  • DOI:
    10.3389/fpsyg.2012.00564
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Plomp,Gijs;vanLeeuwen,Cees;Gepshtein,Sergei
  • 通讯作者:
    Gepshtein,Sergei
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