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Comment la foule affecte la reconnaissance visuelle

Des recherches montrent l'impact de la foule sur notre capacité à reconnaître des objets.

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La reconnaissance visuelle, c'est comment on identifie et comprend ce qu'on voit. Ce processus peut être influencé par deux facteurs principaux : la taille des objets qu'on veut Reconnaître et la distance entre eux. On sait qu'il y a une limite à la taille minimale des objets pour qu'on puisse les reconnaître (souvent à cause des yeux et du nombre de cellules rétiniennes qu'on a), mais c'est moins clair pourquoi des objets proches les uns des autres peuvent poser des problèmes de reconnaissance, même s'ils sont plus grands que cette limite.

Le concept de "crowding"

Quand les objets sont trop proches, on a du mal à les reconnaître. Ce problème s'appelle le "crowding". Le crowding peut affecter des tâches quotidiennes, comme lire ou chercher des objets. Bien qu'on sache que ça se passe dans notre cerveau, les détails biologiques exacts ne sont pas encore clairs. Un point clé, c'est que le crowding reste un problème peu importe si on voit l'objet cible et les objets autour avec un œil ou deux.

Pour mesurer le crowding, les scientifiques examinent la distance entre les objets, en particulier l'espacement minimum nécessaire pour reconnaître l'objet cible. Les gens montrent une grande variété de réponses à cet espacement, même parmi ceux qui ont une bonne vue.

Enquête sur la base cérébrale du crowding

Les grandes différences dans le crowding peuvent nous aider à comprendre comment nos cerveaux traitent l'information visuelle. On pense que le crowding pourrait être causé par des ressources cérébrales limitées à un certain stade de traitement, un peu comme notre capacité à voir des détails fins qui est limitée par le nombre de cellules rétiniennes.

Les zones du cerveau qui mappent l'information visuelle, appelées Cartes rétinotopiques, pourraient jouer un rôle important dans le crowding. Notre objectif est de découvrir si la taille de ces cartes chez différentes personnes peut expliquer pourquoi le crowding varie autant.

Pour tester cette idée, on observe 49 personnes, mesurant la taille de leurs cartes rétinotopiques avec une technique appelée IRMf. En même temps, on teste combien de lettres elles peuvent reconnaître dans une tâche qui montre des effets de crowding. De là, on peut estimer combien de lettres chaque individu peut reconnaître sans que le crowding les affecte. On pense que si quelqu'un a des cartes rétinotopiques plus grandes, il peut reconnaître plus de lettres sans problème.

La relation entre la taille de la carte et le crowding

D'après nos tests, si la distance de crowding reste la même pour tout le monde, le nombre de lettres qu'ils peuvent reconnaître devrait dépendre directement de la taille de leurs cartes. Nos résultats montrent qu'on peut voir cette relation avec la carte V4, qui est l'une des cartes rétinotopiques. Cependant, aucune relation similaire n'est observée avec les cartes plus anciennes (V1 à V3).

La distance nécessaire pour reconnaître des lettres peut être mesurée en mm sur la surface du cerveau. En regardant nos données, on trouve que pour un des observateurs, qui peut reconnaître beaucoup de lettres, sa zone V4 est aussi plus grande que celle d'un autre observateur qui peut en reconnaître moins.

On a aussi vérifié que nos mesures étaient fiables. Quand on a répété nos tests, on a vu une forte corrélation entre combien de lettres les gens pouvaient reconnaître et la taille de leurs cartes. Ça signifie que notre approche peut révéler de manière cohérente les différences entre les individus.

Comprendre le crowding dans les cartes corticales visuelles

Pour comprendre le crowding et les tailles de carte, on a tracé les données qu'on a collectées. Dans V4, on a trouvé une forte connexion entre la taille de la carte et le nombre de lettres qu'une personne pouvait reconnaître. Mais pour V1 à V3, la connexion était beaucoup plus faible.

Notre analyse a montré que la distance de crowding est généralement cohérente dans la carte V4 entre différentes personnes, contrairement aux cartes plus anciennes. Ça signifie qu'en dépit des différences d'expériences individuelles et de tailles de cerveau, la manière dont le crowding fonctionne dans la carte V4 reste stable.

Pourquoi c'est important ?

Le point clé, c'est que même si les gens peuvent avoir des expériences très différentes avec le crowding et les cartes, la mesure de la distance de crowding reste constante autour de 1,4 mm chez les gens pour la carte V4. Cette découverte suggère qu'il y a un certain nombre de Neurones qui doivent être engagés pour isoler et reconnaître un objet efficacement. Cette mesure constante pourrait aider à expliquer pourquoi certaines personnes ont des difficultés à lire ou à reconnaître des lettres, comme on le voit dans des conditions comme la dyslexie ou la dyscalculie.

Différences individuelles et leur impact

En regardant les différences individuelles, on peut mieux comprendre comment le crowding impacte les tâches visuelles. Quand le crowding devient extrême pour quelqu'un, ça peut mener à des défis dans la vie quotidienne et pourrait être classé comme un trouble. La relation entre la taille de la carte V4 et le crowding pourrait nous aider à mieux comprendre ces troubles.

Conclusion

L'étude de la reconnaissance visuelle, du crowding et des cartes cérébrales fournit des aperçus sur comment on voit et reconnait les objets. Comprendre la relation entre la structure cérébrale d'un individu et ses capacités visuelles aide à éclairer les différences clés dans notre façon de traiter le monde qui nous entoure. La constance trouvée dans la carte V4 suggère qu'il existe des mécanismes neuronaux sous-jacents qui régissent notre capacité à percevoir et reconnaître des objets, même lorsque nos expériences varient énormément.

Source originale

Titre: Human V4 size predicts crowding distance

Résumé: Visual recognition is limited by both object size (acuity) and spacing. The spacing limit, called "crowding", is the failure to recognize an object in the presence of other objects. Here, we take advantage of individual differences in crowding behavior to investigate its biological basis. Crowding distance, the minimum object spacing needed for recognition, varies 2-fold among healthy adults. We test the conjecture that this variation in psychophysical crowding distance is due to variation in cortical map size. To test this, we made paired measurements of brain and behavior in 50 observers. We used psychophysics to measure crowding distance and calculate{lambda} , the number of letters that fit into each observers visual field without crowding. In the same observers, we used fMRI to measure the surface area A (mm{superscript 2}) of retinotopic maps V1, V2, V3, and V4. Across observers,{lambda} is proportional to the surface area of V4 but is uncorrelated with the surface area of V1 to V3. The proportional relationship of{lambda} to area of V4 indicates conservation of cortical crowding distance across individuals: letters can be recognized if they are spaced by at least 1.4 mm on the V4 map, irrespective of map size and psychophysical crowding distance. We conclude that the size of V4 predicts the spacing limit of visual perception.

Auteurs: Jonathan Winawer, J. W. Kurzawski, B. S. Qiu, N. J. Majaj, N. C. Benson, D. Pelli

Dernière mise à jour: 2024-07-29 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.03.587977

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.03.587977.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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