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Lumière qui clignote : Éclairages sur notre vision

Explore comment nos yeux perçoivent la lumière clignotante dans différents champs visuels.

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Notre vision fonctionne mieux au centre de notre champ visuel, là où on voit les choses clairement, mais cette capacité change quand on déplace notre regard vers les bords. Cet article examine comment nos yeux et notre cerveau réagissent à différents types de signaux lumineux, surtout quand ils clignotent ou changent rapidement. On va discuter de comment ces réponses varient selon la zone de notre vision, connue sous le nom d'excentricité.

Structure de nos yeux

La rétine de nos yeux a des cellules spéciales appelées cônes qui nous aident à détecter les couleurs et la luminosité. Ces cônes sont très concentrés dans la fovéa, la partie centrale de la rétine, c'est pour ça qu'on voit les choses clairement là-bas. En s'éloignant de la fovéa vers les bords de notre vision, le nombre de cônes diminue, ce qui fait qu'on voit moins de détails.

Il y a trois types de cônes :

  1. Cônes L, sensibles à la lumière rouge.
  2. Cônes M, qui réagissent à la lumière verte.
  3. Cônes S, qui détectent la lumière bleue.

Ces cônes travaillent ensemble pour former des canaux dans notre vision. Les principaux canaux sont :

  • Canal achromatique pour détecter la luminosité.
  • Canal rouge-vert pour les différences de couleur entre le rouge et le vert.
  • Canal bleu-jaune pour les différences entre le bleu et le jaune.

Comment on traite la lumière qui clignote

Quand la lumière clignote, nos yeux et notre cerveau doivent rapidement traiter ces changements. La vitesse à laquelle on peut détecter un clignotement varie selon où on regarde. Par exemple, on peut remarquer un clignotement mieux dans notre vision périphérique que dans le centre.

Des recherches montrent que notre cerveau filtre cette info sur les clignotements au fur et à mesure qu'elle passe de la rétine à divers chemins avant d'atteindre le cortex visuel, la partie du cerveau qui interprète ce qu'on voit. Comprendre ce filtrage nous aide à comprendre comment on perçoit le monde qui nous entoure.

Mesurer nos réponses à la lumière

Pour étudier comment différentes zones de notre vision réagissent à la lumière clignotante, les chercheurs utilisent une technique qui mesure l'activité cérébrale pendant que les participants regardent différents motifs lumineux. En montrant aux participants diverses couleurs et vitesses de lumière clignotante, les chercheurs peuvent apprendre à quel point leur cerveau traite ces signaux.

Pendant ces tests, les participants regardent un grand écran où des motifs lumineux sont présentés pendant de courtes périodes. Les chercheurs utilisent des techniques d'imagerie avancées pour voir comment le cerveau réagit à ces motifs.

Résultats clés

1. Sensibilité au clignotement dans la vision

Quand la lumière clignote à différentes vitesses, la réponse du cerveau change. C'est ce qu'on appelle la sensibilité temporelle. Les chercheurs ont trouvé que le cortex visuel réagit bien à certaines vitesses de clignotement, révélant comment notre vision s'adapte à ces changements.

2. Excentricité et sensibilité temporelle

La capacité à détecter le clignotement change quand on regarde au-delà du centre de notre vision. En général, le cerveau semble mieux gérer les clignotements à certaines vitesses, même dans la vision périphérique. L'étude montre que, bien que l'intensité des réponses diminue dans la vision périphérique, la capacité à détecter un clignotement ne s'affaiblit pas autant qu'on pourrait le penser.

3. Différences dans les réponses aux canaux de couleur

Le cerveau traite les signaux de différents canaux de couleur de manière unique. La recherche a indiqué que, bien que le canal achromatique (luminosité) ait tendance à être plus sensible au centre, il ne s'améliore pas significativement vers les bords. Ça contraste avec les réponses chromatiques, où le cerveau a montré différents niveaux de sensibilité selon à quelle distance on regarde du centre.

4. Influence des stimuli précédents

La recherche a aussi examiné comment les stimuli précédents influencent la perception actuelle. Par exemple, si un participant voit un clignotement rapide, son cerveau peut réagir moins au prochain stimulus de clignotement. Ça met en évidence une sorte d'adaptation neuronale, où le cerveau ajuste sa réponse selon ce qu'il a juste traité.

Importance de la recherche

Comprendre comment notre vision gère la lumière clignotante peut aider à améliorer les technologies qui dépendent de l'information visuelle. Par exemple, on peut avoir de meilleures conceptions pour les affichages, une meilleure formation pour les tâches visuelles et des idées sur certains troubles visuels grâce à ces connaissances.

Conclusion

Notre capacité à voir et à répondre à la lumière clignotante est complexe et varie selon différentes zones de notre vision. Cette recherche éclaire les façons complexes dont nos yeux et notre cerveau travaillent ensemble pour traiter l'information visuelle, mettant en avant les différences entre la vision centrale et périphérique. En continuant à déchiffrer les complexités de la perception visuelle, on peut appliquer ces idées à divers domaines, y compris les neurosciences, la technologie et la santé.

Source originale

Titre: Temporal sensitivity for achromatic and chromatic flicker across the visual cortex

Résumé: The retinal ganglion cells (RGCs) receive different combinations of L, M, and S cone inputs and give rise to one achromatic and two chromatic post-receptoral channels. Beyond the retina, RGC outputs are subject to filtering and normalization along the geniculo-striate pathway, ultimately producing the properties of human vision. The goal of the current study was to determine temporal sensitivity across the three post-receptoral channels in subcortical and cortical regions involved in vision. We measured functional magnetic resonance imaging (MRI) responses at 7 Tesla from three participants (two males, one female) viewing a high-contrast, flickering, spatially-uniform wide field (~140{degrees}). Stimulus flicker frequency varied logarithmically between 2 and 64 Hz and targeted the L+M+S, L-M, and S-[L+M] cone combinations. These measurements were used to create temporal sensitivity functions of primary visual cortex (V1) across eccentricity, and spatially averaged responses from lateral geniculate nucleus (LGN), V2/V3, hV4, and V3A/B. Functional MRI responses reflected known properties of the visual system, including higher peak temporal sensitivity to achromatic vs. chromatic stimuli, and low-pass filtering between the LGN and V1. Peak temporal sensitivity increased across levels of the cortical visual hierarchy. Unexpectedly, peak temporal sensitivity varied little across eccentricity within area V1. Measures of adaptation and distributed pattern activity revealed a subtle influence of 64 Hz achromatic flicker in area V1, despite this stimulus evoking only a minimal overall response. Comparison of measured cortical responses to a model of integrated retinal output to our stimuli demonstrates that extensive filtering and amplification is applied to post-retinal signals. Significance StatementWe report the temporal sensitivity of human visual cortex across the three canonical post-receptoral channels from central vision to the far periphery. Functional MRI measurements of responses from the LGN, V1, and higher visual cortical areas demonstrate modification of temporal sensitivity across the visual hierarchy. This includes amplification of chromatic signals between the LGN and V1, and an increase in peak temporal sensitivity in visual areas beyond V1. Within V1, we find a surprising stability of peak temporal sensitivity in the periphery for all three post-receptoral directions. Comparison of our results to a model of retinal output demonstrates the presence of substantial post-retinal filtering, yielding greater uniformity of responses across area V1 than would be predicted from unmodified retinal signals.

Auteurs: Geoffrey Karl Aguirre, C. P. Gentile, M. Spitschan, H. O. Taskin, A. S. Bock

Dernière mise à jour: 2024-02-14 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.07.24.550403

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.07.24.550403.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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