Processamento visual
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Representações de cima para baixo e de baixo para cima
O sistema visual é organizado hierarquicamente, com áreas anatômicas que têm funções especializadas no processamento visual. O processamento visual de baixo nível está preocupado em determinar diferentes tipos de contraste entre as imagens projetadas na retina, enquanto o processamento visual de alto nível se refere aos processos cognitivos que integram informações de várias fontes à informação visual representada na consciência. O processamento de objetos, incluindo tarefas como reconhecimento de objetos e localização, é um exemplo de processamento visual de nível superior. O processamento visual de alto nível depende dos processos de cima para baixo e de baixo para cima. O processamento de baixo para cima refere-se à capacidade do sistema visual de usar as informações visuais recebidas, fluindo em um caminho unidirecional da retina para as áreas corticais mais altas. O processamento de cima para baixo refere-se ao uso de conhecimento e contexto anteriores para processar informações visuais e alterar as informações transmitidas pelos neurônios, alterando a maneira como estão sintonizadas com um estímulo. Todas as áreas da via visual, exceto a retina, podem ser influenciadas pelo processamento de cima para baixo. Existe uma visão tradicional de que o processamento visual segue um sistema de feedforward, onde há um processo unidirecional pelo qual a luz é enviada da retina para áreas corticais mais altas; no entanto, há evidências crescentes de que as vias visuais operam bidirecionalmente, com feedforward e feedback Mecanismos em vigor que transmitem informações de e para áreas corticais inferiores e superiores. Vários estudos demonstraram a idéia de que o processamento visual depende de sistemas de feedforward e feedback (Jensen et al., 2015; Layher et al., 2014; Lee, 2002). Vários estudos registrados nos primeiros neurônios visuais em macacos macacos encontraram evidências de que os primeiros neurônios visuais são sensíveis a características tanto dentro de seus campos receptivos quanto no contexto global de uma cena. Dois outros estudos de macacos usaram eletrofisiologia para encontrar diferentes frequências associadas ao processamento de feedforward e feedback em macacos (Orban, 2008; Schenden & Ganis, 2005). Estudos com macacos também mostraram que os neurônios em áreas visuais de nível superior são seletivos para certos estímulos. Um estudo que utilizou gravações de unidade única em macacos macacos descobriu que os neurônios na área visual temporal média, também conhecidos como área MT ou V5, eram altamente seletivos para direção e velocidade (Maunsell & Van Essen, 1983).
Distúrbios de processamento visual de nível superior
Existem vários distúrbios que são conhecidos os déficits de causa no processamento visual de nível superior, incluindo agnosia de objetos visuais, prosopagnosia, topografagnosia, Alexia, acromatopsia, ainetopsia, síndrome de Balint e astereopsis. Esses déficits são causados por danos à estrutura cerebral implicados no fluxo visual ventral ou dorsal (Barton 2011).
Processamento de estímulos de rosto e lugar
Modelos anteriores de processamento visual distinguiram certas áreas do cérebro pelos estímulos específicos aos quais são mais responsivos; Por exemplo, a área do local parahippocampal (PPA) demonstrou ter aumentado a ativação quando apresentada com edifícios e cenas de lugar (Epstein & Kanwisher, 1998), enquanto a área da face fusiforme (AGL) responde principalmente a faces e estímulos semelhantes a face (Kanwisher et al., 1997).
Área do local parahippocampal (PPA)
A área do local parahippocampal (PPA) está localizada no giro parahipocampal posterior, que está contido no lobo temporal medial, com proximidade com o hipocampo. Seu nome vem do aumento da resposta neural no PPA ao visualizar locais, como edifícios, casas e outras estruturas, e ao visualizar cenas ambientais, ambos dentro de casa e ao ar livre (Epstein & Kanwisher, 1998). Isso não quer dizer que o PPA não mostre ativação quando apresentado com outros estímulos visuais - quando apresentados com objetos familiares que não são edifícios nem rostos, como cadeiras, também há alguma ativação no PPA (Ishai et al., 2000) . No entanto, parece que o PPA está associado ao processamento visual de edifícios e lugares, pois os pacientes que sofreram danos à área do parahipocampal demonstram desorientação topográfica, em outras palavras, incapazes de navegar em ambiente familiar e não familiar (Habib & Sirigu, 1987). Fora do processamento visual, o giro parahippocampal está envolvido na memória espacial e na navegação espacial (Squire & Zola-Morgan, 1991).
Área de face fusiforme (FFA)
A área da face fusiforme está localizada dentro do córtex temporal inferior no giro fusiforme. Semelhante ao PPA, o AGL exibe maior ativação neural quando o processamento visualmente enfrenta mais do que locais ou edifícios (Kanwisher et al., 1997). No entanto, a área fusiforme também mostra ativação para outros estímulos e pode ser treinada para se especializar no processamento visual de objetos de especialização. Estudos anteriores investigaram a ativação da AGL em pessoas com treinamento visual especializado, como observadores de aves ou especialistas em carros que adaptaram uma habilidade visual na identificação de características de pássaros e carros, respectivamente. Foi demonstrado que esses especialistas desenvolveram a ativação da FFA para sua experiência visual específica. Outras experiências estudaram a capacidade de desenvolver conhecimentos na FFA usando 'greebles', um estímulo visual gerado para ter alguns componentes que podem ser combinados para fazer uma série de configurações diferentes, como uma variedade de características faciais ligeiramente diferentes podem ser usado para construir um rosto único. Os participantes foram treinados em sua capacidade de distinguir os gregos por características diferentes e tiveram ativação no AGL medido periodicamente por meio de seu aprendizado - os resultados após o treinamento demonstraram que a ativação do Greeble no AGL aumentou ao longo do tempo, enquanto as respostas da FFA às faces realmente diminuíram com o aumento do treinamento grego. Esses resultados sugeriram três resultados importantes em relação à FFA no processamento visual: primeiro, a FFA não processa exclusivamente faces; Em segundo lugar, a FFA demonstra ativação para tarefas visuais "especialistas" e pode ser treinada ao longo do tempo para se adaptar a novos estímulos visuais; Por fim, a FFA não mantém níveis constantes de ativação para todos os estímulos e, em vez disso, parece "compartilhar" a ativação de tal maneira que os estímulos mais frequentemente vistos recebem a maior ativação na FFA, como visto no estudo dos gregos (Gauthier et al. , 2000).
Desenvolvimento do FFA e PPA no cérebro
Algumas pesquisas sugerem que o desenvolvimento da AGL e do PPA se deve à especialização de certas tarefas visuais e sua relação com outros padrões de processamento visual no cérebro. Em particular, a pesquisa existente mostra que a ativação da FFA se enquadra na área do cérebro que processa o campo de visão imediato, enquanto a ativação do PPA está localizada em áreas do cérebro que lidam com a visão e visão periféricas do campo direto de visão (Levy et al., 2001). Isso sugere que o AGL e o PPA podem ter desenvolvido certas especializações devido às tarefas visuais comuns dentro desses campos de visão. Como as faces são comumente processadas no campo de visão imediato, as partes do cérebro que processam o campo direto de visão também se especializam em tarefas mais detalhadas, como o reconhecimento de rosto. O mesmo conceito se aplica ao local: como os edifícios e locais são frequentemente vistos na íntegra, fora do campo da visão ou na periferia de um indivíduo, qualquer especialização visual de construção ou localização será processada nas áreas da visão periférica de manuseio cerebral. Como tal, formas comumente vistas, como casas e edifícios, tornam -se especializadas em certas regiões do cérebro, isto é, o PPA.