Waarnemen PSY1026, Taak 1
Leerdoelen
-Wat is het verschil tussen fysieke werkelijkheid en je eigen waarneming?
-Methodes om waarneming te meten?
-Hoe bepaal je een psychometrische functie?
Zelfstudie
Sensation: de mogelijkheid om een stimulus te detecteren en, misschien, om
die detectie te veranderen in een private experience.
Perception: mening/doel geven aan een gedetecteerde sensatie.
Alles wat we voelen, denken en doen is afhankelijk van sensaties en percepties.
Qualia: private conscious experiences of sensation or perception.
Absolute threshold: De kleinste intensiteit van een stimulus die we kunnen
detecteren.
1)
Je eigen waarnemen wordt altijd beïnvloed door je hersenen. Hoe je hersenen de
sensaties interpreteert. Niet iedereen waarneemt hetzelfde.
Voor perception heb je kennis over standaard dingen nodig.
Transductie: signalen van receptoren worden omgezet in elektrische signalen, die
doorgestuurd worden naar de hersenen.
Transmissie: signalen doorsturen (naar hersenen) –bottum up
Processing: signalen verwerken (in hersenen) – bottum up + top down
2) Psychofysieka
Methode 1: Drempelwaardes
Wat is het zachtste geluid dat je kan horen?
Two-point touch threshold: De minimale afstand waarbij twee stimuli –
aanrakingen- waarneembaar zijn als gescheiden. (Weber)
Just noticeable difference (JND)/ difference threshold: Het kleinste
verschil tussen twee stimuli, of de minimale verandering in een stimuli dat
nodig is om correct te kunnen beoordelen dat de ene stimuli anders is dan
de andere.
(bijvoorbeeld 2 zakken met verschillend gewicht)
Weber’s law: Beschrijft de relatie tussen een stimulus en de resulterende
sensatie, die zegt dat de JND (∆I) een constante fractie (K) is van de
vergelijkende stimulus (I). Dus bijvoorbeeld 100 kilo en 102 kilo. Verschil is
2 kilo. Dat deel je 100 en krijg je 0,002. Dat is het kleinste verschil wat je
kan waarnemen. Hoe groter de vergelijkende stimulus, hoe moeilijker het
is om het verschil waar te nemen.
Fechner’s law: S= k log R, beschrijft de relatie tussen een stimulus en de
resulterende sensatie, die zegt dat de grootte van de subjectieve sensatie
evenredig toeneemt met de logaritme van de stimulusintensiteit.
S (waargenomen stimulus)= k (constante; type stimuli) x log fysieke
stimulus R (sterkte van echte stimulus). De k zorgt voor de steilheid van de
functie.
, Hoe groter de intensiteit van de stimulus wordt, hoe groter de
veranderingen moeten zijn om de veranderingen te kunnen detecteren.
Drempelwaarde metingen werden door Fechner gebruikt.
Responce compression: verschil tussen 2 stimuli niet zo sterk waarneemt
als het eigenlijk is. Een logaritmische functie kan alleen maar deze richting
aannemen.
Repsonse extension: hoe sterker de stimulus hoe meer je deze waarneemt.
Psychometrische functie:
Psychophysical methods
o Method of constant stimuli: Veel stimuli, variërend van ‘zelden’ tot
‘altijd’ waarneembaar, worden gepresenteerd, een per keer. De
stimuli worden vaak herhaald.
Algemeen: de intensiteit waarbij een stimulus 50% van de keren
wordt gedetecteerd, is jouw absolute threshold.
o Method of limits: De stimuli (bijv tonen) worden geordend in
toenemende en afnemende intensiteit. Bij toenemende tonen moet
de deelnemer zeggen wanneer hij/zij een toon voor het eerst
hoorde. En bij afnemende tonen moet de deelnemer zeggen
wanneer hij/zij de toon niet meer hoort. Hierdoor ontstaan er ‘cross-
over’ punten, en het gemiddelde van de punten is de threshold. Ook
50%
Bij deze methode kan je beïnvloed worden door de eerdere stimulus:
percerferation error. (je hebt de neiging hetzelfde te zeggen als bij
de vorige stimulus)
Adaptive/staircase tracking: Je gaat dan alleen de stimuli
presenteren die bij de drempelwaarde liggen. Dus niet meer alle
stimuli. (aanpassing van method of limits)
o Method of adjustment: Lijkt op de method of limits, alleen kan de
deelnemer zelf de intensiteit van de stimulus verhogen of verlagen.
Met een volumeknop.
Drempelwaarde methodes zijn objectief.
,Methode 2: Scaling - measuring private experience
Zijn jouw ervaringen (qualia) hetzelfde als die van een ander?
Magnitude estimation: Een deelnemer wijst waarden/cijfers aan volgens
waargenomen groottes van de stimuli. (suikeroplossing) Inschatten van
sterkte van geluid/gewicht enz. Deze methode is subjectief.
Steven’s power law: S= aIb, de sensatie (S) is gerelateerd aan de
intensiteit van de stimulus (I) door een exponent b. b beschrijft de steiging
van de functie, dit is de constante is Feckner’s law. Hierbij is response
extension en response compression mogelijk.
Cross-modality matching: De mogelijkheid om intensiteiten van
verschillende bronnen te matchen (licht en geluid). Vooral sensatie van
smaak loopt erg uiteen.
Methode 3: Signaal detectie theorie - meten van moeilijke beslissingen
Deze theorie zegt dat de stimulus (het signaal) die je probeert te
detecteren, altijd gedetecteerd wordt in de aanwezigheid van een
‘geluid/noise’.
Internal noise: the static in your nervous system. (als je in een stille ruimte
bent, hoor je altijd nog iets, en wanneer je je ogen dicht doet zie je altijd
nog iets donkergrijs met lichtflitsen).
External noise: Ook in X-rays is er altijd wel noise te zien, wat voor vals
alarm kan zorgen.
Criterion (border): een interne drempelwaarde dat automatisch gemaakt
wordt door jezelf. Als de interne reactie boven de drempelwaarde is, dan is
er een signaal gehoord. Als de interne reactie onder de drempelwaarde is,
dan wordt het beschouwt als noise.
Sensitivity: d’, het gemak waarin je het verschil kan bepalen tussen de
aanwezigheid van een stimulus of de afwezigheid ervan, of het verschil
tussen 2 stimuli.
ROC: grafiek met op de x-as het aantal valse alarmen en op de y-as het
aantal hits. Wanneer de sensitiviteit omhoog gaat buigt de lijn naar boven.
De ruis/verwachting beïnvloed ook je waarneming.
Methode 4: Zintuigelijke neurowetenschappen
Daarnaast hebben we ook koude en warmte zintuigen, die zorgen voor het
hete gevoel na het eten van een rode peper, en voor het koele gevoel na
het eten van een mentos.
,Wanneer een impuls aankomt komen er neurotransmitters vrij. Deze verspreiden
zich in de synaptische spleet en binden zich aan gespecialiseerde receptoren op
het postsynaptische membraan.
Deze neurotransmitters kunnen 2 effecten hebben: depolariseren of
hyperpolariseren.
Postsynaptische depolarisaties heten excitatory postsynaptic potentials (EPSP),
omdat ze de kans vergroten dat een impuls wordt opgewekt.
Postsynaptische hyperpolarisaties heten inhibitory postsynaptic potentials (IPSP),
omdat ze de kans verminderen dan een impuls wordt opgewekt.
Wanneer de membraan potentiaal van de axon is gedepolariseerd tot the
threshold of excitation door een EPSP, gaan de natrium channels open waardoor
er Na+ ionen naar binnen snellen, waardoor de membraan potentiaal van -70 mV
naar +50 mV gaat.
Door deze snelle verandering in lading gaan ook de kalium channels open,
waardoor er K+ ionen naar buiten gaan (eerst door het verschil in concentratie,
en wanneer de piek bereikt is door de positieve interne lading, + en + stoten
elkaar af)
Daarna gaan de natrium channels dicht. Dit is het einde van de rising phase en
het begin van de repolarisatie.
Wanneer de repolarisatie bereikt is gaan de kalium channels dicht. Omdat het
langzaam dichtgaat, gaan er teveel K+ ionen uit de cel waardoor er een
hyperpolarisatie ontstaat.
,Methode 5: Neuroimaging – an image of the mind
-Elektroencephalography EEG: meet elektrische activiteit door populaties van
vele neuronen in de hersens, door middel van elektrodes op de schedel. EEG
signalen kunnnen de bron van de golven aanwijzen.
-Event-related potential ERP: het meten van elektrische activiteit van een
subpopulatie van neuronen, als reactie op bepaalde stimuli, dat bemiddeling van
EEG records nodig heeft. Het verteld iets over de tijd van vuren van het
betreffende systeem.
-Magnetoencephalography MEG: techniek om de hersenactiviteit te meten van
de schedel. MEG meet veranderingen in magnetische velden aan het oppervlak
van de schedel/hoofdhuid die geproduceerd zijn door veranderingen in de
onderliggende patronen van neurale activiteit. Maakt gebruikt van SQUIDS. Dit is
duurder dan EEG, maar heeft wel betere spatiele resolutie.
- X-ray computed tomography CT-scan: Aan een kant van de cilinder is een X-ray
tube dat X-
ray stralen projecteert door het hoofd naar een X-ray detector, geplaats aan de
andere kant.
Tijdens het draaien maken ze vele individuele X-ray foto’s. Deze worden door een
computer
samengevoegd in een CT scan/horizontale sectie van het brein (slices of the
brain). Dit
proces wordt herhaald (8-9) voor verschillende kanten, waarna een
driedimensionale
representatie van het brein kan worden gemaakt. Donker weefsel absorbeert
meer energie
dan lichter weefsel. De detector meet het aantal geobserbeerde energie.
-Magnetic Resonance Imaging MRI: een procedure waarbij hoge resolutie beelden
zijn opgebouwd uit de meting van golven die waterstofatomen afgeven wanneer
ze worden geactiveerd door radiofrequente golven in een magnetisch veld.
-Functional MRI fMRI: produceren beelden die de toename in zuurstoftoevoer in
het bloed naar actieve gebieden van de hersenen representeert.
fMRI is mogelijk vanwege 2 eigenschappen van zuurstofrijkbloed:
Actieve gebieden in de hersenen nemen meer zuurstofrijkbloed op dan ze
nodig hebben voor hun energiebehoeften, en dus wordt zuurstofrijbloed
opgehoopt in actieve gebieden in de hersens.
Zuurstofrijkbloed heeft magnetische eigenschappen die de radiofrequente
golven beïnvloeden, uitgezonden door waterstofatomen in een MRI.
Het signaal dat wordt opgenomen door fMRI heeft het BOLD signaal (the blood-
oxygen-level-dependent signal). Actieve gebieden hebben meer O2 opgenomen.
Minder temporele resolutie dan EEG, en maakt veel lawaai.
-Positron emission tomography PET: Het maakt mogelijk om locaties in de
hersens waar neuronen meest actief zijn te localiseren, d.m.v. het metabolisme
te meten van de hersencellen die radioactieve isotopen gebruiken. Elke PET scan
is een beeld van de mate van radioactiviteit (color coding) in verschillende delen
van een horizontale level van het brein.
,Waarnemen PSY1026, taak 2
Leerdoelen
-Hoe gaat de transformatie van licht in de fotoreceptoren naar de hersenen?
-Hoe is de retina opgebouwd?
-Wat is laterale inhibitie?
-Hoe werkt het receptieve veld van ganglion cellen in centraal en periferi?
-Hoe ontstaan illusies door de antagonist center-surrounding organisatie?
Licht is energie geproduceerd oor trillingen van elektrostatisch materiaal. 2
vormen: golven of stroom van fotonen. Alle kleuren licht hebben een andere
golflengte.
Ogen zijn in staat om een afbeelding te maken van de wereld.
Astigmatism: als een of meer van de componenten die het licht breken niet goed
werken. Vaak de cornea.
Presbyopia/oudziend: wanneer iemand niet meer goed kan accomoderen en dus
niet goed van dichtbij kan zien.
1)
In de retina wordt lichtenergie omgezet in neurale energie, dat kan worden
verwerkt in de hersens. Het begint bij de fotoreceptoren in de buitenste laag:
Wanneer fotoreceptoren licht waarnemen, stimuleren ze neuronen in de
intermedia layer, zoals bipolaire cellen, horizontale cellen en amacrine cellen.
Deze neuronen verbinden met ganglion cellen. De axonen van deze ganglion
cellen gaan door de oogzenuw naar de hersenen.
2 type fotoreceptoren: rods (staafjes) en cones (kegels) die chemische signalen
produceren.
, Rods zijn veel gevoeliger dan cones.
Staafjes zijn afwezig in de gele vlek (fovea). Cones (L-cones en
M-cones) zijn het meest in de gele vlek. TABEL 2.1 blz 38.
We gebruiken de gele vlek voor grote scherpheid, identificeren
van objecten, lezen en fijne details. We gebruiken de periferie
voor het detecteren en localizeren van stimuli waar we niet
direct naar kijken.
Rods functioneren het best tijdens verduistering en cones
tijdens licht. Rods kunnen geen kleuren onderscheiden en
cones wel (want die hebben 3 verschillende fotopigmenten).
Retina bevat 5 klassen van neuronen: fotoreceptoren,
horizontale/bipolaire/amacrine cellen en ganglion cellen.
De fotopigmenten worden gemaakt in de inner segment en opgeslagen in de
outer segment. Elke visuele pigment bevat een proteine (opsin), die bepaalt
welke golflengte geabsorbeerd wordt, en een chromophore, die het licht opvangt
en verantwoordelijk is voor kleur.
Elke fotoreceptor heeft maar één fotopigment. Rods hebben rhodopsin en cones
hebben de andere 3.
Retinal: lichtgevoelig pigment (opsin)
Enzymcascade: de verandering van de structuur van de retinal, door abosrptie
van een photon geeft een kettingreactie, wat sluiting van 1 miljoen natrium
kanalen tot gevolg heeft. Een klein iets heeft iets groots tot gevolg.
Visual pigmentblydching: verandering van kleur in retina.
Nadat een fotopigment een photon heeft geabsorbeerd, moet deze weer eerst
genereren voordat het een nieuwe photon kan observeren. Dit genereren komt
door Vitamine A (in de retina, waar ook andere voedingsstoffen zitten voor de
fotoreceptoren). Bij cones gaat dit sneller dan bij rods.
Licht moet eerst door de andere cellen heen om tot de fotoreceptoren te komen
in de retina.
Wanneer een photon in de outer segment komt en wordt geabsorbeerd door het
fotopigment, wordt energie doorgegeven aan de chromophore photoactivation.
Dit zorgt uiteindelijk voor het open en dichtgaan van kanalen in het
celmembraan. Wat kan zorgen voor hyperpolarizatie of depolarizatie.
Bij hyperpolarizatie is er minder Ca+ in de cel wat ervoor zorgt dat er minder
glutamate komt in de synaptische spleet. En deze verandering zorgt voor een
signaal naar de bipolaire cellen dat er een photon gevangen is.
, De hoeveelheid glutamate die aanwezig is in de spleet is omgekeerd evenredig
met het aantal photonen die gevangen zijn door de fotoreceptor. graded
potentials
-Horizontale cellen (connect zowel met fotoreceptoren als bipolaire cellen) spelen
een grote rol in de laterale inbitie: Tegengestelde neurale interactie tussen
aangrenzende gebieden van de retina.
-Amacrine cellen ontvangen input van bipolaire en amacrine cellen, en zenden
signalen naar bipolaire, amacrine en ganglion cellen.
laterale pathway
Fotoreceptoren-bipolaire cellen-ganglion cellen vormen een verticale pathway,
waarbij de bipolaire cellen de bemiddelaars zijn.
In de periferie wordt informatie van 50 fotoreceptoren doorgezonden via de
bipolaire cel naar één ganglion cell diffuce bipolar cell. Deze manier van
transmissie verhoogt de sensitivity. Omdat vooral rods gebruik maken van deze
manier kunnen we goed zien in het donker. Minder helder.
In de gele vlek ontvangen midget bipolaire cellen input van één cone en geven
dit door aan één ganglion cell. Dit zorgt voor de scherpte. Minder sensitivity.
De cone connect eigenlijk aan 2 bipolaire cellen; een die reageert op een
verhoging in licht: ON bipolair cell, en een die reageert op een verlaging in licht:
OFF bipolair cell.
Ganglion cellen ontvangen hun input van bipolaire cellen en amacrine cellen. Ze
verwerken deze input verder en zenden berichten naar de hersenen via de
axonen.
Midget bipolaire cellen sturen hun signalen naar P ganglion cellen. Diffuse
bipolaire cellen sturen hun signalen naar M ganglion cellen. P cellen heb minder
grote dendrieten dan M cellen.
P ganglion cellen hebben kleinere receptive fields dan M ganglion cellen. M cellen
zijn daardoor ook veel gevoeliger in donkere lichtcondities dan P cellen. Maar P
cellen zijn scherper als er genoeg licht is dan M cellen.
P cellen geven informatie over het contrast en M cellen over hoe de afbeelding
verandert over tijd.
In de ganglion cellen komt voor het eerst actiepotentialen. De andere zijn graded
responses.
2)
Het licht komt als eerste op het hoornvlies (cornea). Het hoornvlies is transparant
(=licht gaat er doorheen). Het hoornvlies heeft sensorische zenuwuiteinden die
het oog dichtmaken en tranen produceren als er schade aan is.
Aqueous humor: vloeistof afkomstig van het bloed, die de ruimte achter het
hoornvlies vult, met o.a. zuurstof en voedingsstoffen voor het hoornvlies en de
lens (ook transparant, geen bloed), en die vuil weghaalt.
Tussen hoornvlies en lens ligt de pupil (=gat in gespierde iris, waar het licht het
oog binnengaat). De iris geeft de kleur aan je ogen en controleert de grootte van
de pupil, en dus de hoeveelheid licht die op de retina (netvlies) valt.
Glasachtig lichaam is de ruimte tussen de lens en het netvlies, waar het licht
voor de 4e en laaste keer gebroken wordt.
