Waarnemen & Bewegen
Hoorcollege 1 Introduction to perception
“our goal is to understand the human model, starting with the detectors – the eyes, ears, skin
receptors, and receptors in the nose and mouth – and then moving tot he computer – the brain.”
Alles wat we zien, horen of proeven is het resultaat van activiteit in het zenuwstelsel en de kennis die
je in eerdere momenten hebt vergaard:
Het perceptuele proces
Voor perceptie is kennis nodig. Sensatie is heel simpel
hetgeen wat je ziet.
Perceptie is een proces van 7 stappen die het perceptueel
proces worden genoemd. Het perceptuele proces volgt niet
altijd dezelfde volgorde en wanneer perceptie leidt tot
actie kan die actie de perceptie en herkenning veranderen.
Vandaar dat stap 5 en 6 ook andersom kunnen
plaatsvinden.
1. Distale stimulus
2. Licht wordt gereflecteerd en getransformeerd
3. Receptorprocessen
4. Neural processing
5. Perception
6. Recognition
7. Action
Stap 1 en 2: stimuli
Een persoon kan iets waarnemen, doordat licht dat op een object valt, in het oog op het netvlies
reflecteert. Alles wat een persoon waarneemt is niet gebaseerd op direct contact met een stimuli,
maar op een representatie van deze stimuli die gevormd worden op de receptoren en door de
activiteit in de hersenen. Dit wordt principle of representation genoemd. Een distale stimulus
(stimulus uit de omgeving) wordt omgezet (getransformeerd) in de proximale stimulus, of te wel de
proximale stimulus is een representatie van de distale stimulus op de retina. Dit wordt principle of
transformation genoemd.
Stap 3: receptor processes
Zintuigelijke receptoren (sensory receptors) reageren op energie uit de omgeving. Elk zintuig
reageert op een andere specifieke soort omgevingsenergie. Visuele receptoren doen twee dingen
wanneer ze het gereflecteerde licht ontvangen:
, 1. Ze zetten door middel van visueel pigment (lichtgevoelige chemische stof) omgevingsenergie
om in elektrische activiteit waar de hersenen iets mee kunnen. Deze omzetting van energie
noem je transductie. Zonder dit komt er geen signaal in de hersenen en vindt er dus geen
perceptie plaats.
2. Ze vormen perceptie op de manier zoals ze zelf reageren op stimuli.
Stap 4: neural processing
De elektrische signalen in de vele visuele receptoren betreden een enorm verbonden netwerk van
neuronen. Dit neuronennetwerk verzendt signalen van receptoren van retina naar brein. Ook
verandert of verwerkt het neuronennetwerk in het brein de overgedragen signalen omdat de weg
van receptoren naar brein niet een rechte lijn is. Deze aanpassing wordt neural processing genoemd.
Ieder zintuig heeft een bijbehorende area in de hersenen. De elektrische activiteit komt in de
cerebrale cortex (grote hersenen) van de hersenen en gaat daar naar de zogenoemde primary
receiving area van het zintuig. Dit bevat de middelen (‘machinery’) om perceptie te creëren evenals
gebieden die bepaalde functies invullen.
- Occipital lobe: zicht
- Temporal lobe: horen
- Parietal lobe: aanraking, temperatuur en pijn
- Frontal lobe: ontvangt signalen van elk zintuig én speelt een rol in perceptie die coördinatie
van informatie ontvangen door twee of meer zintuigen bevat.
Stap 5, 6 en 7: behavioral responses
De elektrische signalen van stap 4 worden getransformeerd tot bewuste ervaring: de persoon neemt
de boom waar en herkent het. Perception is het bewust zijn van een voorwerp / iets zien.
Recognition is het plaatsen van een object in een categorie / het benoemen wat het is. Visual form
agnosia (mensen kunnen hierbij wel het object zien, maar niet het geheel) is een aandoening waarbij
je objecten niet kunt herkennen. Je kan hierbij wel delen van het object herkennen, maar dit niet
samenvoegen en het object als geheel zien. Gezichten kan je wel herkennen, daar is een andere
hersengebied verantwoordelijk voor. Casussen als deze suggereren het belang van het
onderscheiden van perceptie en recognitie. Het feit dat perceptie vaak leidt tot actie betekent dat
perceptie een continu veranderend proces is. Het gehele proces is dynamisch.
Knowledge
De definitie van knowledge: informatie die de ontvanger meeneemt naar een situatie, je kennis. Dit
kan meerdere stappen in het proces beïnvloeden. Een voorbeeld is de rat-man demonstration.
Hierbij wordt een plaatje laten zien waarin je een rat of een man kan zien. Kennis, iets wat vlak voor
de waarneming is gegeven, heeft invloed op de perceptie van dit plaatje. Kennis van lang geleden kan
perceptie ook beïnvloeden. Soorten waarneming:
, - Bottom- up processing (data- based processing): verwerken op basis van stimuli die
receptoren bereikt. De stimuli (bijvoorbeeld een afbeelding van een boom op de retina) is de
incoming data. Je ziet het plaatje omdat het proces triggert op je retina.
- Top-down processing (knowledge- based processing): verwerken gebaseerd op kennis. Alle
informatie over het object komt vrij. Top down processing wordt erg vaak gebruikt bij
perception. Hoe complexer de stimuli, hoe groter de rol van top-down processing wordt.
The study of perception
Om perceptie te bestuderen is een versimpelde perceptueel proces nodig (zie afbeelding).Deze 3
relaties kunnen op verschillende manieren onderzocht worden:
- (A) Stimulus-perceptie relatie: oblique effect: horizontale en verticale
strepen zijn beter te zien dan schuine (oblique) strepen.
- (B) Stimulus-fysiologie relatie: experiment van David Coppola: met
optical brainimaging verschil in hersenactiviteit meten van visuele cortex
bij een fret. Horizontale en verticale strepen veroorzaken grotere
hersenactiviteit dan schuine strepen.
- (C) Fysiologie-perceptie: een combinatie van beide experimenten.
Verschillende manieren om perceptie te meten
1. Absolute drempel: verwijst naar de laagste intensiteit van een stimulus die een persoon kan
detecteren. Bij het oblique-effect zijn de drempels voor verticaal en horizontaal lager dan
schuine lijnen. Dit komt doordat ons neurale systeem is aangepast op wat we meer zien in de
omgeving. Horizontaal en verticaal zien we vaker.
2. Verschil drempel: verwijst naar het minimale verschil tussen twee stimuli intensiteiten dat
een persoon kan detecteren.
3. Magnitude estimation (inschatting groottes): relatie tussen stimulus intensiteit en de
subjectieve waarde van de stimulus. Bal 1 gaat 10 snel, hoe hard gaat bal 2? Het antwoord is
de perceived magnitude.
4. Identity of stimulus: wat zie je?
5. Visual search: zo snel mogelijk een bepaalde stimulus vinden tussen vele andere stimuli. Een
vriend z’n gezicht zoeken in de menigte is moeilijk als deze vriend niks herkenbaars heeft.
6. Reactietijd: de tijd tussen het laten zien van de stimuli en de respons van de observer. Deze
tijd hangt af van waar je je aandacht op richtte.
7. Phenomenological descripton: hierbij wordt gevraagd wat een persoon waarneemt. Zag je
een vaas of twee gezichten? Hiermee wordt aangeduid wanneer een bepaalde perceptie
plaatsvind. Vaak toegepast bij mensen met hersenschade.
8. Actie: wat doet iemand?
Judgements versus action
Mensen denken dat grote voertuigen eerder bij het kruispunt arriveren dan kleine voertuigen. Bij
beide groottes van voertuigen bewegen de bestuurders in dezelfde mate. Wat personen doen is niet
perse gerelateerd aan wat ze denken.
, Staat niet in het boek.
De absolute drempel kan op 3 manieren worden gemeten (Gustav Fechner). Classical
physchophysical methods (relatie tussen stimuli en perceptie):
1. Method of Limits: beginnend met een stimulus die goed waarneembaar is wordt deze
intensiteit verlaagd totdat de proefpersoon de stimulus niet meer waarneemt, crossover
value. Kan ook andersom worden uitgevoerd van niet waarneembaar naar wel
waarneembaar.
2. Method of adjustment: zelfde alleen verandert de proefpersoon hier zelf de intensiteit. Dit
gaat sneller, maar wel minder precies.
3. Method of constant stimuli: 6 verschillende intensiteiten worden 10 keer in een random
volgorde getoond. Proefpersonen moeten zeggen of ze de toon horen of niet. Je krijgt dan
een S-kromme (psychofysische curve). Bij de toon waar 50% ja en 50% nee heeft geantwoord
is de absolute drempel. De stijfheid zegt iets over hoe precies die drempel is. Nauwkeurige
methode maar duurt lang, want veel metingen nodig.
Wet van Weber gaat over de verschil drempel. Delta l (kleinste toevoeging)= k (weberfractie) * l
(intensiteit)
De verschil drempelwaarde heeft een bepaald constant percentage dat het van de standaardwaarde
afwijkt. Om verschil te kunnen waarnemen moet de nieuwe waarde een bepaalde constante waarde
verschillen van de standaardwaarde (de law). Dit klopt zolang de intensiteit niet te dicht bij de
absolute drempelwaarde komt.
Bij magnitude estimation blijkt dat het fysieke en perceptuele verschil niet perse lineair toeneemt (of
afneemt). Bijvoorbeeld bij geluid. Als iets 30 decibel is en daarna 60 decibel nemen wij het niet waar
als twee keer zo hard.
Stevens technique om intensiteit te schalen: de relatie tussen waargenomen intensiteit en
werkelijke intensiteit, vergeleken met een andere soort intensiteit wordt weergegeven.
Er is een relatie tussen de intensiteit van een stimulus en onze perceptie van de grootte van de
stimulus. Deze wordt weergeven in Steven’s power law: P = K*S^n waarbij
P = waargenomen grootte
K = constante
S = stimulus intensiteit
n = sterkte
Response compression: de toename van de perceived magnitude (waargenomen
grootte) is kleiner dan de toename in stimulus intensiteit (rode lijn). N < 1 is respons
compression.
- Een voorbeeld van response compression is wanneer de intensiteit van een
geluid verdubbeld wordt, maar de waargenomen luidheid niet verdubbelt; de
toename in luidheid lijkt minder dan verwacht.
Respons expansion: ontstaat wanneer de toename van de perceived magnitude groter is dan de
toename van de werkelijke intensiteit (oranje lijn). N > 1 respons expansion.
Hoorcollege 1 Introduction to perception
“our goal is to understand the human model, starting with the detectors – the eyes, ears, skin
receptors, and receptors in the nose and mouth – and then moving tot he computer – the brain.”
Alles wat we zien, horen of proeven is het resultaat van activiteit in het zenuwstelsel en de kennis die
je in eerdere momenten hebt vergaard:
Het perceptuele proces
Voor perceptie is kennis nodig. Sensatie is heel simpel
hetgeen wat je ziet.
Perceptie is een proces van 7 stappen die het perceptueel
proces worden genoemd. Het perceptuele proces volgt niet
altijd dezelfde volgorde en wanneer perceptie leidt tot
actie kan die actie de perceptie en herkenning veranderen.
Vandaar dat stap 5 en 6 ook andersom kunnen
plaatsvinden.
1. Distale stimulus
2. Licht wordt gereflecteerd en getransformeerd
3. Receptorprocessen
4. Neural processing
5. Perception
6. Recognition
7. Action
Stap 1 en 2: stimuli
Een persoon kan iets waarnemen, doordat licht dat op een object valt, in het oog op het netvlies
reflecteert. Alles wat een persoon waarneemt is niet gebaseerd op direct contact met een stimuli,
maar op een representatie van deze stimuli die gevormd worden op de receptoren en door de
activiteit in de hersenen. Dit wordt principle of representation genoemd. Een distale stimulus
(stimulus uit de omgeving) wordt omgezet (getransformeerd) in de proximale stimulus, of te wel de
proximale stimulus is een representatie van de distale stimulus op de retina. Dit wordt principle of
transformation genoemd.
Stap 3: receptor processes
Zintuigelijke receptoren (sensory receptors) reageren op energie uit de omgeving. Elk zintuig
reageert op een andere specifieke soort omgevingsenergie. Visuele receptoren doen twee dingen
wanneer ze het gereflecteerde licht ontvangen:
, 1. Ze zetten door middel van visueel pigment (lichtgevoelige chemische stof) omgevingsenergie
om in elektrische activiteit waar de hersenen iets mee kunnen. Deze omzetting van energie
noem je transductie. Zonder dit komt er geen signaal in de hersenen en vindt er dus geen
perceptie plaats.
2. Ze vormen perceptie op de manier zoals ze zelf reageren op stimuli.
Stap 4: neural processing
De elektrische signalen in de vele visuele receptoren betreden een enorm verbonden netwerk van
neuronen. Dit neuronennetwerk verzendt signalen van receptoren van retina naar brein. Ook
verandert of verwerkt het neuronennetwerk in het brein de overgedragen signalen omdat de weg
van receptoren naar brein niet een rechte lijn is. Deze aanpassing wordt neural processing genoemd.
Ieder zintuig heeft een bijbehorende area in de hersenen. De elektrische activiteit komt in de
cerebrale cortex (grote hersenen) van de hersenen en gaat daar naar de zogenoemde primary
receiving area van het zintuig. Dit bevat de middelen (‘machinery’) om perceptie te creëren evenals
gebieden die bepaalde functies invullen.
- Occipital lobe: zicht
- Temporal lobe: horen
- Parietal lobe: aanraking, temperatuur en pijn
- Frontal lobe: ontvangt signalen van elk zintuig én speelt een rol in perceptie die coördinatie
van informatie ontvangen door twee of meer zintuigen bevat.
Stap 5, 6 en 7: behavioral responses
De elektrische signalen van stap 4 worden getransformeerd tot bewuste ervaring: de persoon neemt
de boom waar en herkent het. Perception is het bewust zijn van een voorwerp / iets zien.
Recognition is het plaatsen van een object in een categorie / het benoemen wat het is. Visual form
agnosia (mensen kunnen hierbij wel het object zien, maar niet het geheel) is een aandoening waarbij
je objecten niet kunt herkennen. Je kan hierbij wel delen van het object herkennen, maar dit niet
samenvoegen en het object als geheel zien. Gezichten kan je wel herkennen, daar is een andere
hersengebied verantwoordelijk voor. Casussen als deze suggereren het belang van het
onderscheiden van perceptie en recognitie. Het feit dat perceptie vaak leidt tot actie betekent dat
perceptie een continu veranderend proces is. Het gehele proces is dynamisch.
Knowledge
De definitie van knowledge: informatie die de ontvanger meeneemt naar een situatie, je kennis. Dit
kan meerdere stappen in het proces beïnvloeden. Een voorbeeld is de rat-man demonstration.
Hierbij wordt een plaatje laten zien waarin je een rat of een man kan zien. Kennis, iets wat vlak voor
de waarneming is gegeven, heeft invloed op de perceptie van dit plaatje. Kennis van lang geleden kan
perceptie ook beïnvloeden. Soorten waarneming:
, - Bottom- up processing (data- based processing): verwerken op basis van stimuli die
receptoren bereikt. De stimuli (bijvoorbeeld een afbeelding van een boom op de retina) is de
incoming data. Je ziet het plaatje omdat het proces triggert op je retina.
- Top-down processing (knowledge- based processing): verwerken gebaseerd op kennis. Alle
informatie over het object komt vrij. Top down processing wordt erg vaak gebruikt bij
perception. Hoe complexer de stimuli, hoe groter de rol van top-down processing wordt.
The study of perception
Om perceptie te bestuderen is een versimpelde perceptueel proces nodig (zie afbeelding).Deze 3
relaties kunnen op verschillende manieren onderzocht worden:
- (A) Stimulus-perceptie relatie: oblique effect: horizontale en verticale
strepen zijn beter te zien dan schuine (oblique) strepen.
- (B) Stimulus-fysiologie relatie: experiment van David Coppola: met
optical brainimaging verschil in hersenactiviteit meten van visuele cortex
bij een fret. Horizontale en verticale strepen veroorzaken grotere
hersenactiviteit dan schuine strepen.
- (C) Fysiologie-perceptie: een combinatie van beide experimenten.
Verschillende manieren om perceptie te meten
1. Absolute drempel: verwijst naar de laagste intensiteit van een stimulus die een persoon kan
detecteren. Bij het oblique-effect zijn de drempels voor verticaal en horizontaal lager dan
schuine lijnen. Dit komt doordat ons neurale systeem is aangepast op wat we meer zien in de
omgeving. Horizontaal en verticaal zien we vaker.
2. Verschil drempel: verwijst naar het minimale verschil tussen twee stimuli intensiteiten dat
een persoon kan detecteren.
3. Magnitude estimation (inschatting groottes): relatie tussen stimulus intensiteit en de
subjectieve waarde van de stimulus. Bal 1 gaat 10 snel, hoe hard gaat bal 2? Het antwoord is
de perceived magnitude.
4. Identity of stimulus: wat zie je?
5. Visual search: zo snel mogelijk een bepaalde stimulus vinden tussen vele andere stimuli. Een
vriend z’n gezicht zoeken in de menigte is moeilijk als deze vriend niks herkenbaars heeft.
6. Reactietijd: de tijd tussen het laten zien van de stimuli en de respons van de observer. Deze
tijd hangt af van waar je je aandacht op richtte.
7. Phenomenological descripton: hierbij wordt gevraagd wat een persoon waarneemt. Zag je
een vaas of twee gezichten? Hiermee wordt aangeduid wanneer een bepaalde perceptie
plaatsvind. Vaak toegepast bij mensen met hersenschade.
8. Actie: wat doet iemand?
Judgements versus action
Mensen denken dat grote voertuigen eerder bij het kruispunt arriveren dan kleine voertuigen. Bij
beide groottes van voertuigen bewegen de bestuurders in dezelfde mate. Wat personen doen is niet
perse gerelateerd aan wat ze denken.
, Staat niet in het boek.
De absolute drempel kan op 3 manieren worden gemeten (Gustav Fechner). Classical
physchophysical methods (relatie tussen stimuli en perceptie):
1. Method of Limits: beginnend met een stimulus die goed waarneembaar is wordt deze
intensiteit verlaagd totdat de proefpersoon de stimulus niet meer waarneemt, crossover
value. Kan ook andersom worden uitgevoerd van niet waarneembaar naar wel
waarneembaar.
2. Method of adjustment: zelfde alleen verandert de proefpersoon hier zelf de intensiteit. Dit
gaat sneller, maar wel minder precies.
3. Method of constant stimuli: 6 verschillende intensiteiten worden 10 keer in een random
volgorde getoond. Proefpersonen moeten zeggen of ze de toon horen of niet. Je krijgt dan
een S-kromme (psychofysische curve). Bij de toon waar 50% ja en 50% nee heeft geantwoord
is de absolute drempel. De stijfheid zegt iets over hoe precies die drempel is. Nauwkeurige
methode maar duurt lang, want veel metingen nodig.
Wet van Weber gaat over de verschil drempel. Delta l (kleinste toevoeging)= k (weberfractie) * l
(intensiteit)
De verschil drempelwaarde heeft een bepaald constant percentage dat het van de standaardwaarde
afwijkt. Om verschil te kunnen waarnemen moet de nieuwe waarde een bepaalde constante waarde
verschillen van de standaardwaarde (de law). Dit klopt zolang de intensiteit niet te dicht bij de
absolute drempelwaarde komt.
Bij magnitude estimation blijkt dat het fysieke en perceptuele verschil niet perse lineair toeneemt (of
afneemt). Bijvoorbeeld bij geluid. Als iets 30 decibel is en daarna 60 decibel nemen wij het niet waar
als twee keer zo hard.
Stevens technique om intensiteit te schalen: de relatie tussen waargenomen intensiteit en
werkelijke intensiteit, vergeleken met een andere soort intensiteit wordt weergegeven.
Er is een relatie tussen de intensiteit van een stimulus en onze perceptie van de grootte van de
stimulus. Deze wordt weergeven in Steven’s power law: P = K*S^n waarbij
P = waargenomen grootte
K = constante
S = stimulus intensiteit
n = sterkte
Response compression: de toename van de perceived magnitude (waargenomen
grootte) is kleiner dan de toename in stimulus intensiteit (rode lijn). N < 1 is respons
compression.
- Een voorbeeld van response compression is wanneer de intensiteit van een
geluid verdubbeld wordt, maar de waargenomen luidheid niet verdubbelt; de
toename in luidheid lijkt minder dan verwacht.
Respons expansion: ontstaat wanneer de toename van de perceived magnitude groter is dan de
toename van de werkelijke intensiteit (oranje lijn). N > 1 respons expansion.
