Class Notes (837,186)
Canada (510,155)
Psychology (5,220)
PSYCH 1XX3 (1,109)
Joe Kim (1,028)

Form Perception 2 .docx

11 Pages
Unlock Document

Joe Kim

Form Perception 2 Feature Detectors  Magno and Parvo Cells  • First, magno and parvo cells in the retina transduce the light stimulus into a neural  impulse  • Magno Cells are found mainly in the periphery of the retina and are used for  detecting changes in brightness, as well as motion and depth  • Parvo Cells are found throughout the retina, and are important for detecting  color, pattern and form.  •  These ganglion cells with their small receptive fields are the crucial first step to  object recognition  • from the retina the axons of these cells exit the eye via the optic nerve, travel to  the LGN and end up in the primary visual cortex in the occipital lobe  • we have learned in the a lot in the last 50 years or so about the type of features  that cells in the primary visual cortex are responsive to  • what is most striking is that cells are very particular about what will make them  fire, and these cells are called feature detectors  Hodgkin and Huxley  • In 1952, Hodkin and Huxley recorded the electrical activity in an individual  neuron of the squid, and this paved the way for other researchers to use this  technology to see how individual neurons respond to specific stimuli  Lettvin et Al  • In 1959, Lettvin and colleagues discovered a neuron in the optic nerve of a frog  that responded only to moving black dots, and they called these cells “bug  detectors”  Hubel and Wiesel  • Beginning in 1962 Hubel and Wirsel began their exploration of the visual cotex  by trying to learn what type of stimuli the individual cortical cells responded to • They did this by putting microelectrodes in the cortex of a cat to record the  electrical activity of individual neurons as the cat was shown different types of  visual stimuli, such as flashes of light  • The problem was that they weren’t getting much response from the neurons, until  one day when they presented the cat with a slide that had a crack in it  • When the line that was projected from the crack moved across the cat’s visual  field the neuron started to fire like crazy  • This made Hubel and Wiesel realize that neurons must respond to stimuli that are  more complex than diffuse flashed of light  • They began using lines of different orientations and thickness that moves in  different directions and they found that each neurons is very specific about what  will make it dire the most  • These cells fire maximally to stimuli of a certain shape, size, position and  movement, and this defines the receptive field for that cell  Simple Cells  • Responds maximally to a car of a certain length and orientation in a particular  region of the retina  • Example: This simple cell responds the most to a horizontal bar.  Bit if that same  bar is moved outside that particular region and or changes orientation, then the  cell will be inhibited and actually fire less than baseline.  So the receptive field  for a simple cell is organized in an opponent fashion, making it sensitive to the  location of the bar within the receptive field  Complex Cells  • Responds maximally to a bar of a certain length and orientation, regardless of  where the bar is located within the receptive field  • But unlike the simple cell, a complex cell doesn’t care about where in its receptive  field the bar is located and it will even continue to fire if the bar is moving within  the receptive field • Example: Some complex cells do care about the direction of this movement such  as the cell in this figure that fires the most when the stimulus is oriented at a  certain angle and moving in a particular direction Hypercomplex cells  • Responds maximally to a bar of a particular orientation that ends at specific points  within the receptive field  • Example: this hypercomplex cell fires the most to a horizontal bar of light that  appears anywhere in the “on” region of the receptive field, but gives only a weak  respond if the bar touches the “off” region.  So these cells have an inhibitory  region at the end of the bar, making them sensitive to the length of the bar.   Topographical Organization  • The layout of the visual scene is preserved in the visual cortex  • Neighboring objects in your visual field are processed by neighboring areas of  your brain • But this mapping from visual  field to brain is not exact  because the largest amount  of cortex is devoted to  processing information from  the central part of the visual  field which projects onto the  fovea  • Nevertheless, each region of  the cortex receives some  input from a small piece of  the visual field and within  each region there are cells  that analyze specific features  of the scene  • For a particular part of the visual field there are neurons that fir maximally if there  is something in the scene that has a line of a certain orientation, length, and  movement other neurons respond maximally if there is something in that tiny  portion of the visual scene that is a specific color, other neurons respond most  when there is a line that moves in a certain direction • Cluster of cells in the region of the cortex right beside this region are doing the  same analysis for the neighboring part of the visual scene  • An important benefit of this parallel processing strategy is speed  Ventral Stream  • The processing of visual input in the primary visual cortex involves specific cells  responding to relatively specific features from a small portion of the visual field  • But for the visual scene to make any sense this information has to be combined to  form a meaningful whole  Subregions in Extrastiate  • This combination begins in the extrastriate cortex also known as visual  association cortex (which surrounds the primary visual cortex)  • The extrastriate cortex has multiple subregions that each receives a different type  of information from the primary visual cortex about the visual scene  • Example: one subregion of the extrastriate cortex will receive information about  the colors in the scene, another about any movement in the scene, and another  about different line orientations in the scene  • It is in the extrastriate cortex where the information begins to be segregated into  two streams according to the type of information that is processed  • One stream is the dorsal stream – also known as the “where” stream – which  processes where objects are located in the visual scene and how they are moving  within that scene  • The dorsal stream takes information from the primary visual cortex in the parietal  cortex which processes spatial information  • The other stream is the ventral stream – also known as the “what” stream  because it processes information about what the object is, including form and  color  • The ventral stream takes information from the primary visual cortex and sends it  to the temporal cortex where all the bits of feature information come together  Columns in the Temporal Cortex  • The temporal cortex is arranged in vertical columns that are oriented  perpendicularly to the surface of the cortex  • Neurons in the temporal cortex respond to very specific stimuli that are much  more complex than the stimuli to which the neurons in the primary visual cortex  respond • These stimuli include images like hands, faces, apples or chairs  • Within each cortical column, there are five layers of neurons, with each layer  responding to complex stimuli that come from the same category  • Each layer responds to slightly different features within that category  • Example: One column of neurons might respond best to apples, and layer 1 might  prefer red apples, layer 2 might fore maximally to green apples, layer 3 to yellow  apples, layer 4 to small apples and layer 5 to big apples  • Although this coding at the neuronal level can seem quite specific, you should not  think that every object is coded by a specific neuron  • In fact an object is represented by unique activity patterns across many cells in  several different brain areas  • The individual cells that I have been describing are just one component of the  overall representation and even these cells will respond to a range of stimuli  Development of Pattern/Object/Face Recognition  • Infant visual development proceeds relatively quickly in the first few months of  life  • Perception is much different from simply being able to sense incoming stimuli –  even if an infant has the necessary equip[ment to see an object, that doesn’t  automatically mean that they can perceive patterns, objects and faces in the same  way that we do  Infant Pattern Recognition   • Example: when a one­month­old infant looks into her mother’s face, does she  recognize those shadows and forms as her mother’s face? When she’s lying in her  crib, does she look at the mobile hanging above her and see it as a separate object  from the ceiling? In other words, are we born with the ability to detect patterns  and objects, or do we have to learn about edges and other signals or object  boundaries?  • Preferential Looking Method: many researchers have used the preferential  looking method to determine what kinds of patterns infants can perceive by  measuring which of two patterns the infants look at the most  • These studies show that infants prefer to look at patterns more than plain stimuli  • When presented with different patterns, infants prefer the ones that have a lot of  high contrast with sharp boundaries between light and dark regions  • Infants will look the longest at the most complex stimuli that they are able to  perceive  • Example: If presented with a checkerboard pattern, a newborn will prefer to look  at the pattern with bigger squares; if the squares are too small, the newborn’s poor  visual acuity will make it look just like a uniform grey surface, which isn’t very  interesting • By 2 months of age, when the instants visual acuity has improved they will now  prefer to look at a small­squared checkerboard because it is more complex  Infant Object Recognition  • An infants initially poor visual acuity is obviously an issue for perceiving objects  as well as patterns  • In fact, some researchers believe that because infants under 2 months of age see  so poorly, and look at such a limited part of the object, they may be unable to  perceive whole forms at all  • Example: If you show a young infant a triangle or a star and measure where they  look, they will tend to stare at one corner and not at the entire shape • Infants over 2 months of age, are beginning to focus on the entire shape  • This shows that newborns are naturally attracted to certain key features of  stimulus – like angles and edges but not necessarily the object as a whole  3­Month­Old Infants and Partial Figures  • By 3 months, infant can perceive a whole form when given only parts of the form  • Example: if you’re shown a picture of four  circles with right angle wedges missing, you  know that there is a square in the middle, even  though it isn’t actually there  • Infants can see this too by 3 months, because if  you habituate them to a picture of a real square  and then how them this four circle squar
More Less

Related notes for PSYCH 1XX3

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.