시각적 기울기 효과

Visual tilt effects
그림.1 틸트 착시 데모
그림.2 기울기 후유증에 사용되는 자극
그림.3 문맥 자극과 시험 자극 사이의 상대적 방향의 함수로서 기울기 편향의 표본 데이터

공간 컨텍스트나 시간 컨텍스트의 영향으로 인해, 시험 라인의 인식된 방향이나 격자 패턴이 물리적 방향에서 멀어지게 기울어진 것처럼 보일 수 있다.틸트 착각(TI)[1]은 주변 라인의 존재 또는 다른 방향의 격자(공간 맥락, 그림.1 참조)에 의해 시험 라인 또는 격자의 인식된 방향이 변경되는 현상이다.그리고 틸트 후유증(TAI)[2]은 다른 방향의 라인이나 격자(일시적 맥락, 그림.2 참조)에 대한 장기간 검사 후 인식된 방향이 변경되는 현상이다.

인식된 방향 이동의 크기와 방향은 시험 자극과 상황 자극 사이의 상대적 방향에 따라 결정된다고 보고되었다(그림 3 참조).심리물리학 실험에서는 0도에서 50도 정도 사이의 상대 방향은 기울기 효과의 직접적인 형태라고 알려진 반발 효과(시험선 또는 격자)를 발생시키지만, 90도까지의 상대 방향은 끌어당기는 효과(시험선 또는 그라티)를 발생시킨다는 것을 보여주었다.ng는 기울기 효과의 간접적 형태라고 알려진 문맥 자극 쪽으로 회전하는 경향이 있다.직접효과보다 간접효과가 작다는 것이 반복적으로 관찰되었다.[2][3][4]반발 피크는 시험과 문맥 자극 사이의 상대 방향이 20도일 때 보통 약 3도이며, 상대 방향이 70도일 때 유인 피크는 최대 0.5도일 때 발생한다(그림 3 참조).

TI와 TAE를 보여주는 원래의 실험들

이러한 효과들은 1937년 깁슨에 의해 처음 연구되었다.피험자의 시야가 제한되어 흰 원형 장을 이등분하는 검은 선(시험선)을 볼 수 있었고, 디스크의 가장자리를 잡아 그 중간점을 중심으로 선을 회전시킬 수 있었다.실험자는 디스크 뒤에 앉아 자극을 설정하고 피실험자의 조정된 선 위치를 기록한다.틸트 후유증 실험 중 피험자는 4분 동안 방향선을 본 후 다른 선을 수직으로 보이는 위치로 조정하도록 했다.[2]동시 기울기 착시 실험에서는 기울어진 그링이 피험자의 원형 장에 도입되었고, 피험자는 그 위에 기울어진 그물을 덧씌우기 전과 후에 조절 가능한 선을 수직으로 설정하도록 되어 있었다.[1]두 실험 모두 피험자의 인지된 수직선을 따르는 것으로 보이는 위치가 목표 수직선을 약간 벗어난 것으로 나타났으며, 인식된 방향 전환은 시험 라인과 적응된 라인 또는 동시에 유도된 라인 사이의 상대적 방향에 따라 달라졌다.

다양한 조건에서 틸트 효과

틸트 효과는 시험 격자와 문맥 격자 사이의 공간 주파수, 색상, 휘도 및 대비 차이, 그리고 이들 사이의 격차 깊이 또는 시간적 분리 등과 같은 다양한 자극 매개변수로 시험되었다.이분법적 표현, "보이지 않는" 그리고 자연적인 영상 상황적 자극도 연구되었다.

시험과 문맥적 그래팅이 공간적 주파수에 차이가 있을 경우 직접형(반전)의 효과(TI와 TA)가 모두 상당히 감소하기 때문에 TA와[5] TI[6] 모두 공간적 주파수에 특화된 것으로 나타났다.공간적 간격이나 공간적 빈도 차이를 가진 문맥적 자극과 시험적 자극 사이의 분리는 직접적 기울기 착시현상의 크기를 감소시키지만 간접적인 기울기 착시현상은 감소시키지 않는다는 것이 Wenderoth와 Johnstone([7]1988)에 의해 더 나아가 제안되었다.그들은 또한 문맥 자극의 직경을 줄이면 직접적인 효과는 감소하지만 간접적인 효과는 비교적 일정하다는 것을 보여주었다.

2006년 듀란트의 논문에 따르면 [8]틸트 효과의 직접적인 형태에서는 시험 자극과 컨텍스트 서라운드가 동시에 제시될 때 가장 큰 착시 현상이 발생한다; 공간적 격차, 상대적 대비 및 심도 단서가 TI를 감소시킨다.실험은 또한 TI와 TA 모두 색과 휘도가 다른 상황별 자극과 시험 자극에 대해 발생한다는 것을 보여준다.[9][10][11]

시험선이 한쪽 눈에 보이고 다른 쪽 눈에서 맥락(이색체 표시)이 나타나면 기울어진 착시현상의 크기가 줄어들어[12][13][14] 적어도 그 효과는 단안세포에 기인한다는 것을 시사한다.[15]그리고 매우 최근에 역방향 기울기 효과가 관찰되었다. 단안표현에 따른 TI의 직접적인 형태(거부)는 수직 시험선이 20도 선으로 기울었을 때 이분법적 자극에 대한 간접적(매팅)이 된다.[16]

또 다른 흥미로운 실험은 Clifford와 Harris(2005)에 의해 수행되었는데,[17] 이 실험에서는 문맥적 테두리는 중심은 아니지만 주변을 덮는 임의의 소음 마스크가 바로 뒤따르기 때문에 문맥적 테두리는 의식적으로 인식되지 않을 것이다.지향적인 상황별 그래팅은 심지어 이 상황의 인식 외부에서도 시험 그래팅의 인식된 방향에 영향을 미칠 수 있다는 것이 밝혀졌다.

더욱이, 상황별 질감이 광범위한 방향(예: 자연 이미지)을 가질 때, 분명하게 지각할 수 있는 방향이 없는 것 조차도 착시 현상을 유지한다.[18] 착시 등고선, 타원, 움직이는 점, 점 또는 선의 열을 포함한 다른 지향적 특징도 강한 기울어짐 착시 현상을 유발할 수 있다.[14]

TI와 TAE의 메커니즘

Blakemore 외 연구진(1971)에 의해 제안된 가설은 TAE와 TI 모두 피질 방향 검출기 사이의 측면 억제에 의해 발생한다는 것을 시사했다.[19]방향탐지기는 서로 다른 방향에 대해 균등하게 유리하지만, 맥락의 존재는 방향탐지기의 반응을 조작하여 탐지편견을 초래할 수 있다.이 가설은 이미 시험되고 개발되었다.

깁슨과 래드너(1937년)[2]는 기울어진 문맥 자극의 장기간 검사를 통해 가장 가까운 수직 또는 수평 공간 축에 적응하게 되므로 후속 수직 시험 자극은 수직 또는 수평 축에서 (색상이나 운동 잔상 개념과 유사하게) 기울어지기 때문에 TAE가 발생한다고 제안했다.그러나, 이 적응 이론은 상대적 방향인 0도에서 45도 사이와 45도에서 90도 사이의 대칭적인 태를 예측하는데, 이것은 정신물리학적 데이터와 일치하지 않는다 – 제로 교차하는 것은 45도가 아니라 50도 또는 55도에 가깝다.

콜러와 왈라크(1944)는 후유증을 설명하기 위해 '고풍 포화' 이론을 제시했다.[20]이 이론에 기초하여, 시험과 문맥 자극 사이의 방향에 맞춘 피질 뉴런들은 보통 어느 하나의 자극만으로 흥분할 것이다.그러나 두 자극이 모두 제시되어 흥분 정점 사이의 이동으로 이어질 경우 그러한 자극은 억제될 것이다.큰 각도의 금지법을 도입함으로써,[4][21] 이 이론은 간접 기울기 효과를 설명하는데도 이용될 수 있다.

1970년대를 전후하여 이 이론은 Blakemore 등에 의해 횡적 억제 이론으로 발전되어 왔다.[22][23]고양이나 원숭이의 시각피질에서처럼 인간의 뇌에도 방향탐지기가 있다.[24][25]인간 시각 피질의 방향 검출기는 상대적으로 좁은 방향 범위(선호 방향)에 의해 흥분되고 훨씬 더 넓은 대역에 의해 억제된다.단일 선을 표시하면 자극된 방향(방향 튜닝)을 선호하는 방향 검출기 모집단 사이의 활성 분포가 생성될 것으로 예상된다.문맥은 문맥적 방향에 유리한 또 다른 분포를 생성할 것이다.이 두 분포를 단순하게 추가함으로써, 이 복합 분포의 활성도 피크는 단일 선에 의해 생성된 개별 피크와 약간 다르게 이동된다.따라서 급성 각도를 형성하는 두 선이 방향(거절)에서 서로 멀어지는 것처럼 보여야 한다.실험적으로 측정된 뇌 방향탐지기의 활동 변화들은 지각된 방향의 측정된 변화와 밀접한 상관관계가 있는 것으로 나타났다.[26][27]

또한 방향 튜닝의 기계론적 모델을 사용하여 틸트 효과에 대한 실험 결과의 신경학적 기초를 평가한다.[28]튜닝 곡선의 변경은 인구 반응을 변화시켜 기울기 편향을 야기할 것이다.문맥 자극은 문맥 자극의 방향과 뉴런의 선호 방향 사이의 관계에 따라 신경 발화율, 조정 폭 및 선호 방향을 변화시킬 수 있다.

슈워츠 외 연구진(2009년)[29]에서는 자연경관 통계가 컨텍스트의 존재와 함께 방향 튜닝 곡선의 변경에도 영향을 미칠 수 있다고 제안했다.분할 경계를 가로지르는 서라운드와 중앙 사이의 조정은 크게 감소하며,[30] 우리의 시각 시스템은 분할 정보에 대한 증가는 시각 시스템이 중앙과 서라운드 사이의 조정을 분리하도록 이끈다는 이 자연 통계 특징을 이용한다.[31][32]이들의 모델에서는 시험 중심과 컨텍스트 사이의 분할 확률을 도입하여 상황별 변조의 양을 조절한다.그리고 그들은 이 모델이 기울기 착시현상의 직접적 형태와 간접적 형태를 모두 예측한다는 것을 보여주었다.

생리적 증거

틸트에 대한 컨텍스트의 영향은 시험 자극에 대한 단일 또는 모집단 뉴런의 전기생리학적 반응이 컨텍스트에 의해 어떻게 변화되는지를 측정함으로써 감지할 수 있다.전기생리학적 결과는 문맥 자극이 뉴런 발화율을 억제하거나[33][34][35][36][37] 향상시키고[33][38][39], 방향 조정 폭을 넓히거나 날카롭게 하며,[40] 선호하는 방향의 변화를 유발할 수 있음을 나타낸다.[36][41](개별 반응을 합산해) 모집단 뉴런의 반응이 맥락에 따라 변하는 것도 나타났다.[37]

팡 외(2005)[42] 기울기 후유증에 대한 fMRI 증거를 제공했다. 지향적인 그리팅에 장기간 적응한 후, 시험 그리팅에 대한 인간 V1, V2, V3/VP, V3A 및 V4의 fMRI 반응은 적응된 그리팅과 시험 그리팅 사이의 상대적 방향에 비례했다.

TI와 TAE의 유사점

동시 기울기 착시현상은 공간적 맥락으로 인해 발생하며 기울기 후유증은 시간적 맥락에서 비롯된다. 그러나 실험 데이터는 그것들 사이에 많은 유사점을 보여준다.슈워츠 외 연구진(2007) [28]TI와 TAE 사이의 정신물리학적 및 전기생리학적 유사성을 검토했는데, 이는 아마도 공간적 맥락과 시간적 맥락 사이의 기능적 공통성을 드러내고 있을 것이다.후유증과 반대편향의 동시 착시현상이 짝을 이루었을 때(처음에는 시계 방향의 선에 적응한 다음 시계 반대 방향의 유도선으로 수직 시험선을 제시) 두 효과가 선형적으로 요약되어 TAE와 TI의 공통 메커니즘도 시사하는 것으로 나타났다.[43]

공간적 효과와 시간적 효과의 이러한 유사성은 물체가 전형적으로 매끄럽고 천천히 변화하기 때문에 공간적 및 시간적 맥락이 항상 특징을 공유하는 자연경관 통계에 의해 설명될 수 있다고 제안되었다.그리고 우리의 시각 시스템은 정보를 효율적으로 코딩하기 위해 이러한 통계 기능을 채택한다.[28]그러나 항상 명확한 시간적 아날로그-공간적 특징이 있는 것은 아니다.예를 들어, 공간적 특성은 경계 추론을 얻기 위해 공간을 가로질러 신호를 연결하는 데 핵심적인 역할을 하는 반면, 시간적 신호는 같은 역할을 하지 않을 수 있다.

참고 항목

참조

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