Элементы теории биологических анализаторов - Позин Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
«нейронного фильтра» может быть гораздо уже двух октав ’), 2), 3).
Во-вторых, неизвестен вид базисных двумерных функций, по которым может происходить разложение изображения на сетчатке. Так, Блайвас |430—438] приводит многочисленные аргументы в пользу использования зрительной системой разложения по системе присоединенных полиномов Лежандра. Глезер [439] указывал на возможность наличия в зрении аналогов базисных функций Уолша.
Раз но установлен вид базисных функций, то трудно оцепить, насколько полным может быть разложение но ним (т. е. гармоники какого порядка выделяются при частотном анализе). Если окажется, что выделяется лишь небольшое число гармоник (несколько первых), то сомнительно, чтобы данный механизм обслуживал основной процесс восприятия — узнавание и запоминание. В этом случае можно лишь ожидать, что этот механизм участвует в реализации операций, относящихся к предварительному анализу. Пример — быстрое выделение границ между текстурами по отличию в их спектрах [440, 441].
Вместе с тем, может оказаться (работ такого рода пока нет), что для качественного, детального запоминания, передачи и повторного воспроизведепия изображений в зрительной системе достаточно сравнительно небольшого числа гармоник. Если обратиться к техническим работам по цифровой обработке и передаче полутоновых изображений, то можно найти подтверждение этой возможности. Так, было показано, что реальное изображение может быть разложено по сравнительно небольшому числу базисных функций, и нри этом воспроизводится существенная часть информации, содержащейся в исходном изображении. Чем больше в спектре выражены низкие частоты, тем лучше результаты воспроизведения [442—445].
В-третьих, неясен вопрос о том, как кодируется фаза при фурье-разложеиии, необходимая для точного воспроизведения изображения4). С одной стороны, получены данные, что фаза
*) Сходная картина паблюдаотся и в слуховом восприятии. Так, найдопо, что полоса пропускания отдельных слуховых нейронов кошки но ширине составляет 21—25% от критической полосы (эквивалент полосы цронускапия) па той же частоте, измеряемой в психофизическом опыте.
2) Только что вышла работа Дудкипа и др, [434], в которой приведены похожие кривые чувствительности одипочпых пейропов 17 и 18 нолей.
8) Недавно появилась статья [435], в которой полоса пропускания одпого простраиствепно-частотного фильтра у человека оценена в 0,25 октаны. Такой -фильтр уже может быть назван узкополосным.
4) Мы предполагаем, что воспроизведение запомненных изображений по их спектральным описаниям происходит при выдвижении гипотез при узпа-вании. Схема узпавания па основе использования выдвигаемых гипотез является в настоящее время довольно распространенной (например, [447 — 450]).
мелькающих решеток кодируется в ответе нейронов [424, 427]. С другой стороны, Глезер и др. [296] не получили ответов нейронов на мелькающие стационарные решетки, а только па решетки, движущиеся через рецептивное поле нейрона. Очевидно, что такие нейроны не могут кодировать фазу. Вместе с тем в последних психофизиологических работах 144(51 было найдено, что при изменении фазы синусоидальной решетки на 180° активируются независимые пространственно-частотные каналы. Это может быть следствием того, что рецептивные поля нейронов в соседних «сверхколонках» перекрываются примерно на Г>0% [435]. Действительно, при изменении фазы решетки па 180° все полосы ее довольно заметно сдвигаются, так что могут быть активизированы соседние исходным сверхколонки. Тем самым возможно грубое (с точностью до л) кодирование фазы решетки (на связь перекрытия 1’П и кодирования фазы указал В. Д. Глезер на IV симпозиуме по физиологии зрения в Ленинграде).
Совместное рассмотрение психофизиологических и электро-физиологических данных и их анализ позволяет зафиксировать следующие положения.
1. В зрительной системе имеется механизм выделения в изображении пространственно-частотных составляющих с помощью набора независимых фильтров, настроенных на разную частоту, цвет и ориентацию.
2. Для выделения пространственно-частотных составляющих служат, вероятно, простые клетки коры, ответ которых зависит от пространственной частоты, ориентации и контраста стимула. Между простыми клетками нет тормозного взаимодействия.
3. Сложные клетки коры тоже выделяют пространственно-частотные составляющие изображения, по имеют тормозные взаимные связи между клетками, которые «настроены» на одну и ту же (или близкую) ориентацию и расположены в соседних сверхколонках, т. е. обслуживают соседние веболыние участки поля зрения.
4. Имеющихся данных недостаточно, чтобы указать вид базовых функций, по которым может производиться фуръе-разложе-иие входного изображения, их число, а также сопоставить их с определенным тином нейронов в зрительной коре.
2. Возможное устройство анализатора пространственных частот. Несмотря па недостаток данных о механизмах частотного анализа, мы как и ряд других авторов [29(5, 421, 42В], считаем возможным, на основе уже имеющихся данных предположить наличие в зрительной системе механизма типа обобщенного фурье-разложеиия исходного изображения, служащего для получения удобного описания этого изображения.
