2. Visuelle Wahrnehmung
Unsere Wahrnehmungswelt ist keineswegs eine 1:1 Abbildung der Realität
1. Wahrnehmungspsychologie
= versucht zu ergründen, wie die Information unserer distalen Umwelt aufgenommen und verarbeitet wird, wie aus ihr die
Wahrnehmung entsteht, die unser Erleben und Verhalten maßgeblich beein ussen
1.1 Arten der Informationsverarbeitung
1.1.1 Bottom-up Verarbeitung
● Verarbeitung welche durch einen Reiz ausgelösten und dann weitgehend automatisch Abläuft
1.1.2 Top-down Verarbeitung
● Verarbeitung welche durch kognitiven Funktionen (z. B. Gedächtnis, Lernen) beein ussbar ist
g
-
aus
2. Das Auge und die visuelle Verarbeitungspfade
2.1 Die Retina (Netzhaut)
= die Grundlegende Umwandlung von Lichtenergie zu neuronalen Reaktionen wird in der Retina durch die Stäbchen und
Zäpfe (lichtemp ndlicher Rezeptorenzellen) geleistet
● ca. 126 Mio Photorezeptoren sind unterschiedlich licht- und farbemp ndlich
2.1.1 Stäbchen (rods)
● 120 Mio
● hohe Lichtemp ndlichkeit
2.1.2 Zapfen (cones)
● 6 Mio
● hohe Farbemp ndlichkeit
● hohe räumliche und zeitliche Au ösung
● hohe Dichte in der Fovea centralis (das nur etwa 2° des gesamten Gesichtsfeldes ausmacht)
fi fi fl fi
,● Das rezeptive Feld (Netzhautbereich) eines visuellen Neurons bezieht sich auf den Ausschnitt der Retina, in dem ein
Stimulus die Aktivierung der Ganglienzelle verändert
2.1.3 M-Typ (magnozellulär)
● größeres rezeptives Feld (Netzhautbereich)
● schnelle Aktivierung
● reagieren auf grobe achromatische
(Farben - Weiß, Grau, Schwarz) Reizung
2.1.4 P-Typ (parvozellulär)
● kleineres rezeptives Feld
● langsame Aktivierung
● reagieren auf feine achromatische und auf
chromatische (Farben - Blau, Rot, Grün, Gelb) Reizung
=> Prinzipielle Zellunterscheidung wird bis zu den corticale Projektionsarealen beibehalten
Hirnrinde
2.2 Sehnerv zwischen Auge und Cortex (Gehirn)
● 10% des Sehnervs => ziehen in den Colliculus superior (Region für Steuerung von Blickbewegungen)
● 90% des Sehnervs => entsenden hauptsächlich Fasern zum Corpus geniculatum laterale
sendet Axone (Fortsatz der Nervenzelle) in den
primären visuellen Cortex, der beim Menschen für
bewußte visuelle Wahrnehmung essentiell ist
2 retinotop organisierte magnozelluläre Zellschichten
● Eine selektive Zerstörung der magnozellulären Schichten
führt zu starken Einbußen in der Bewegungswahrnehmung (Affen)
4 parvozelluläre Zellschichten
● während parvozelluläre Läsionen (Gewebeschädigungen) die
Wahrnehmung von Farbe, feinen Texturen, Formen und
räumlicher Tiefe verhindern
98 % 90 %
10 % 18 %
=> Die Neurone aller Schichten des CGL projizieren
zum visuellen Cortex im Okzipitallappen
Kernaufgabe = die Verschaltung
visueller Informationen
,2.3 Primärer visuelle Cortex (auch V1)
Abbildung von der Retina auf bestimmte das höchste Auflösungsvermögen und
Nervenzellareale des Gehirns somit die größte Sehschärfe
● Es liegt eine räumlich retinotope Organisation der Zellen vor, wobei allerdings den fovealen Regionen weit mehr Platz
eingeräumt wird als den peripheren Regionen (cortikaler Vergrößerungsfaktor)
Seit Hubel und Wiesels bahnbrechenden Einzelzellableitungen (Affen & Katzen)
=> geht man davon aus, dass die Zellen von V1 als erste Merkmalsdetektoren fungieren (Verarbeitung von Merkmalen)
Gesichtsfeld
=>
2.4 Cortikale Verarbeitungspfade
● Die weitere Verarbeitung im visuellen Cortex verläuft durch die Areale V2 bis V5 (=mediotemporales Areal (MT) )
→ wichtig ist der Befund, dass der Verarbeitungs uss nicht strikt seriell verläuft
Serienmäßig
• Spätestens ab V3 bzw. V4 teilt sich der parvo- und magnozelluläre visuelle Informations uss in einen temporalen
(ventralen) und einen parietalen (dorsalen) Verarbeitungspfad
2.4.1 Temporalen Pfad („Was-Pfad“)
● Funktion der Objekterkennung
● Die Neurone im inferotemporalen Cortex reagieren besonders auf komplexe Reize (z.B. Gesichter) und Farben
=> bewusste Objekterkennung
2.4.2 Parietalen Pfad („Wo/Wie-Pfad“)
● Funktion der Objektlokalisation
● Die Neurone im posterior parietalen Cortex werden für die visuelle Informationen zur Steuerung von Handlungen
(z.B. räumliche Position, Informationen über Richtung und Geschwindigkeit) verantwortlich gemacht
fl
, 3. Visuelle Informationsaufnahme / -Verarbeitung
3.1 Farbwahrnehmung
● Das menschliche Auge ist für Wellenlängen zwischen 400 und 700 nm emp ndlich
● Farbemp ndung = Wellenlänge aus der Intensität eines Farbreizes (also der Helligkeit) und dessen Sättigung
3.1.1 Dreifarbentheorie
= Retina enthält drei verschiedene Farbrezeptortypen
● einer reagiert besonders emp ndlich auf Rot, ein anderer auf Grün und ein dritter auf Blau
● werden sie in Kombination stimuliert, können sie die Farbwahrnehmung jedes beliebigen Farbtons erzeugen
3.1.2 Gegenfarbentheorie
= nimmt an, dass die Farbwahrnehmung auf drei antagonistischen Mechanismen beruht
● einem Blau-Gelb-Mechanismus, einem Rot-Grün-Mechanismus sowie einem Schwarz-Weiß-Mechanismus
● Farbepaare lösen jeweils einen Gegenfarbenmechanismus aus, der dazu führt, dass auf eine Farbe positive und auf die
andere negativ reagiert wird
3.2 Raum -/ Tiefenwahrnehmung in 2D
=> Monokulare Tiefenkriterien
3.2.1 Linearperspektive und Texturgradient (gibt ein Gefühl von Tiefe)
3.2.2 (Teil-)Verdeckung
3.2.3 Relative Größe und Bekanntheitsgrad von Objekten (Vergleichen von Objekten)
=> Tiefenkriterien erlauben in den meisten Fällen eine ausgezeichnete Abschätzung der tatsächlichen Tiefe
3.3 Raum -/ Tiefenwahrnehmung in 3D
=> Binokulare Tiefenkriterien
3.3.1 Querdisparation
● die Orte der Projektionen von Objekten weichen im linken und rechten Auge ein wenig voneinander ab
● Das unterschiedliche Ausmaß der Querdisparation lässt die unterschiedlich wahrgenommenen Entfernungen zu den
Objekten entstehen
Horopter = gedachter Kreis, der durch den Fixationspunkt und die optische Mittelpunkte beider Augen führt
fi fi
Unsere Wahrnehmungswelt ist keineswegs eine 1:1 Abbildung der Realität
1. Wahrnehmungspsychologie
= versucht zu ergründen, wie die Information unserer distalen Umwelt aufgenommen und verarbeitet wird, wie aus ihr die
Wahrnehmung entsteht, die unser Erleben und Verhalten maßgeblich beein ussen
1.1 Arten der Informationsverarbeitung
1.1.1 Bottom-up Verarbeitung
● Verarbeitung welche durch einen Reiz ausgelösten und dann weitgehend automatisch Abläuft
1.1.2 Top-down Verarbeitung
● Verarbeitung welche durch kognitiven Funktionen (z. B. Gedächtnis, Lernen) beein ussbar ist
g
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aus
2. Das Auge und die visuelle Verarbeitungspfade
2.1 Die Retina (Netzhaut)
= die Grundlegende Umwandlung von Lichtenergie zu neuronalen Reaktionen wird in der Retina durch die Stäbchen und
Zäpfe (lichtemp ndlicher Rezeptorenzellen) geleistet
● ca. 126 Mio Photorezeptoren sind unterschiedlich licht- und farbemp ndlich
2.1.1 Stäbchen (rods)
● 120 Mio
● hohe Lichtemp ndlichkeit
2.1.2 Zapfen (cones)
● 6 Mio
● hohe Farbemp ndlichkeit
● hohe räumliche und zeitliche Au ösung
● hohe Dichte in der Fovea centralis (das nur etwa 2° des gesamten Gesichtsfeldes ausmacht)
fi fi fl fi
,● Das rezeptive Feld (Netzhautbereich) eines visuellen Neurons bezieht sich auf den Ausschnitt der Retina, in dem ein
Stimulus die Aktivierung der Ganglienzelle verändert
2.1.3 M-Typ (magnozellulär)
● größeres rezeptives Feld (Netzhautbereich)
● schnelle Aktivierung
● reagieren auf grobe achromatische
(Farben - Weiß, Grau, Schwarz) Reizung
2.1.4 P-Typ (parvozellulär)
● kleineres rezeptives Feld
● langsame Aktivierung
● reagieren auf feine achromatische und auf
chromatische (Farben - Blau, Rot, Grün, Gelb) Reizung
=> Prinzipielle Zellunterscheidung wird bis zu den corticale Projektionsarealen beibehalten
Hirnrinde
2.2 Sehnerv zwischen Auge und Cortex (Gehirn)
● 10% des Sehnervs => ziehen in den Colliculus superior (Region für Steuerung von Blickbewegungen)
● 90% des Sehnervs => entsenden hauptsächlich Fasern zum Corpus geniculatum laterale
sendet Axone (Fortsatz der Nervenzelle) in den
primären visuellen Cortex, der beim Menschen für
bewußte visuelle Wahrnehmung essentiell ist
2 retinotop organisierte magnozelluläre Zellschichten
● Eine selektive Zerstörung der magnozellulären Schichten
führt zu starken Einbußen in der Bewegungswahrnehmung (Affen)
4 parvozelluläre Zellschichten
● während parvozelluläre Läsionen (Gewebeschädigungen) die
Wahrnehmung von Farbe, feinen Texturen, Formen und
räumlicher Tiefe verhindern
98 % 90 %
10 % 18 %
=> Die Neurone aller Schichten des CGL projizieren
zum visuellen Cortex im Okzipitallappen
Kernaufgabe = die Verschaltung
visueller Informationen
,2.3 Primärer visuelle Cortex (auch V1)
Abbildung von der Retina auf bestimmte das höchste Auflösungsvermögen und
Nervenzellareale des Gehirns somit die größte Sehschärfe
● Es liegt eine räumlich retinotope Organisation der Zellen vor, wobei allerdings den fovealen Regionen weit mehr Platz
eingeräumt wird als den peripheren Regionen (cortikaler Vergrößerungsfaktor)
Seit Hubel und Wiesels bahnbrechenden Einzelzellableitungen (Affen & Katzen)
=> geht man davon aus, dass die Zellen von V1 als erste Merkmalsdetektoren fungieren (Verarbeitung von Merkmalen)
Gesichtsfeld
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2.4 Cortikale Verarbeitungspfade
● Die weitere Verarbeitung im visuellen Cortex verläuft durch die Areale V2 bis V5 (=mediotemporales Areal (MT) )
→ wichtig ist der Befund, dass der Verarbeitungs uss nicht strikt seriell verläuft
Serienmäßig
• Spätestens ab V3 bzw. V4 teilt sich der parvo- und magnozelluläre visuelle Informations uss in einen temporalen
(ventralen) und einen parietalen (dorsalen) Verarbeitungspfad
2.4.1 Temporalen Pfad („Was-Pfad“)
● Funktion der Objekterkennung
● Die Neurone im inferotemporalen Cortex reagieren besonders auf komplexe Reize (z.B. Gesichter) und Farben
=> bewusste Objekterkennung
2.4.2 Parietalen Pfad („Wo/Wie-Pfad“)
● Funktion der Objektlokalisation
● Die Neurone im posterior parietalen Cortex werden für die visuelle Informationen zur Steuerung von Handlungen
(z.B. räumliche Position, Informationen über Richtung und Geschwindigkeit) verantwortlich gemacht
fl
, 3. Visuelle Informationsaufnahme / -Verarbeitung
3.1 Farbwahrnehmung
● Das menschliche Auge ist für Wellenlängen zwischen 400 und 700 nm emp ndlich
● Farbemp ndung = Wellenlänge aus der Intensität eines Farbreizes (also der Helligkeit) und dessen Sättigung
3.1.1 Dreifarbentheorie
= Retina enthält drei verschiedene Farbrezeptortypen
● einer reagiert besonders emp ndlich auf Rot, ein anderer auf Grün und ein dritter auf Blau
● werden sie in Kombination stimuliert, können sie die Farbwahrnehmung jedes beliebigen Farbtons erzeugen
3.1.2 Gegenfarbentheorie
= nimmt an, dass die Farbwahrnehmung auf drei antagonistischen Mechanismen beruht
● einem Blau-Gelb-Mechanismus, einem Rot-Grün-Mechanismus sowie einem Schwarz-Weiß-Mechanismus
● Farbepaare lösen jeweils einen Gegenfarbenmechanismus aus, der dazu führt, dass auf eine Farbe positive und auf die
andere negativ reagiert wird
3.2 Raum -/ Tiefenwahrnehmung in 2D
=> Monokulare Tiefenkriterien
3.2.1 Linearperspektive und Texturgradient (gibt ein Gefühl von Tiefe)
3.2.2 (Teil-)Verdeckung
3.2.3 Relative Größe und Bekanntheitsgrad von Objekten (Vergleichen von Objekten)
=> Tiefenkriterien erlauben in den meisten Fällen eine ausgezeichnete Abschätzung der tatsächlichen Tiefe
3.3 Raum -/ Tiefenwahrnehmung in 3D
=> Binokulare Tiefenkriterien
3.3.1 Querdisparation
● die Orte der Projektionen von Objekten weichen im linken und rechten Auge ein wenig voneinander ab
● Das unterschiedliche Ausmaß der Querdisparation lässt die unterschiedlich wahrgenommenen Entfernungen zu den
Objekten entstehen
Horopter = gedachter Kreis, der durch den Fixationspunkt und die optische Mittelpunkte beider Augen führt
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