Elsevier

Vision Research

Volume 6, Issues 7–8, August 1966, Pages 427-440
Vision Research

Experiments with retinal stabilized images. Relations between the observations and neural data

https://doi.org/10.1016/0042-6989(66)90051-4Get rights and content

Abstract

Experiments with retinal stabilized images are described using the technique developed by larbus. Also experiments are performed with stabilized objects surrounded by a non-stabilized background and with moving objects (in one or all directions) on a stabilized background, offering the opportunity to observe the “on” and “off” activities separately. In addition the static pupil-reaction has been investigated.

It is concluded that the origin of the observed stabilization effects is presumably not to be sought in the retina but rather in a higher center of the visual system.

The results show that we cannot obtain a continuous sensation of brightness from short transient neuronal activities. However, the normal continuous activities of “on” and “off” fibers along a stimulus border is responsible for the preservation of the central activity and thereby for the perception of continuous brightness over the stimulus field.

The “on” activity at “light on” serves to rapidly build up a perceptual activity in the “higher center”. In the same way the “off” activity at “light off” rapidly builds up an activity in the “higher center” which neutralizes the “on” activity. The same principle holds for the color system. The importance of the contour for the preservation of the perception of a non-stabilized stimulus is demonstrated. Differences between stabilized and non-stabilized objects, as well as residual brightness after stabilization, are discussed.

Résumé

On décrit des expériences de stabilisation de l'image rétinienne employant la technique de larbus. On fait aussi des expériences avec des objets stabilisés entourés par un fond non stabilisé, et avec des objets mobiles—dans une ou toute direction—sur fond stabilisé, avec la possibilitéd'observer séparément les activités “on” et “off”. En plus on mesure la réaction pupillaire statique.

On conclut que l'origine des effets observés de stabilisation ne doit vraisemblablement paseˆtre cherchée dans la rétine mais plutoˆt dans un organe plus central du système visuel.

Les résultats montrent que l'on ne peut pas obtenir une sensation lumineuse continueàpartir de brèves activités transitoires des neurones. Cependant l'activiténormale continue des fibres “on” et “off” le long d'un contour du stimulus permet de préserver l'activitécentrale et en conséquence la perception d'une luminositécontinue dans le champ du stimulus.

L'activité“on”àl'allumage sertàproduire rapidement une activitéperceptive du centre. De meˆme l'activité“off”àl'extinction produit rapidement une activitédu centre qui neutralise l'activité“on”. Le meˆme principe vaut pour le système coloré. On démontre l'importance du contour pour préserver la perception d'un stimulus non stabilisé. On discute les différences entre objets stabilisés ou non, ainsi que la luminositérésiduelle après stabilisation.

Zusammenfassung

Es werden Experimente mit stabilisierten Netzhautbildern nach der von larbus entwickelten Technik beschrieben. Ebenso wurden Experimente mit konstanten Objekten vor variablem Hintergrund und mit bewegten Objekten vor einem invariablen Hintergrund durchgeführt, um die Möglichkeit zu haben, “on”- und “off”-Aktivierung getrennt zu beobachten. Ausserdem wurden die Pupillenreaktionen untersucht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Ursprung der beobachteten Stabilisierungseffekte vermutlich nicht in der Retina, sondern eher in einem zentraler gelegenen Abschnitt des visuellen Systems zu suchen ist.

Die Ergebnisse zeigen, dass keine fortdauernde Helligkeitsempfindung von kurzdauernder neuronaler Aktivität zu erhalten ist. Die normale, ständige Reaktion der “on”- und “off”-Fasern entlang der Reizschwelle ist verantwortlich für die Erhaltung der zentralen Aktivität und damit für die dauernde Helligkeitswahrnehmungüber dem Reizfeld. Die “on”-Antwort auf “Licht an” veranlasst einen schnellen Aufbau einer Wahrnehmungsreaktion im “höheren Zentrum”. Analog führt die “off”-Aktivität auf “Licht aus” zum Auf bau eines entsprechenden Potentials, welches die “on”-Aktivierung neutralisiert. Das gleiche Prinzip gilt für das Farbsystem. Die Bedeutung des Umrisses für die Wahrnehmungserhaltung eines nichtstabilisierten Reizes wird demonstriert. Unterschiede zwischen konstanten und variablen Objekten werden ebenso diskutiert wie die Resthelligkeit nach Stabilisierung.

PeзюМe

Oпиcывaютcя экcпepимeнты co cтaбилизиpoвaнными peтинaльными изoбpaжeниями пo мeтoдикe paзpaбoтaннoй Яpбycoм. Экcпepимeнты пpoвeдeны либo co cтaбилизиpoвaнными oбъeктaми, oкpyжeнными нecтaбилизиpoвaнным фoнoм, либo жe c движyщимиcя oбъeктaми (в oднoм или вo вceх нaпpaвлeниях) нa cтaбилизoвaннoм фoнe, хтo oткpывaлo вoзмoжнocть для изoлиpoвaннoгo нaблюдeния “on” и “off”-aктивнocти. B дoпoлнeниe былa иccлeдoвaнa cтaтихecкaя peaкция зpaхкa.

Дeлaeтcя зaклюхeниe, хтo пpoиcхoждeниe нaблюдaeмых peзyльтaтoв cтaбилизaции вepoятнo нyжнo иcкaть нe в ceтхaткe, a в бoлee выcoкoм цeнтpe зpитeльнoй cиcтeмы.

Peзyльтaты oпытoв пoкaзывaют, хтo мы нe мoжeм пoлyхить нeпpepывнoe oщyщeниe cвeтлoты oт кopoткoй пpeхoдящeй нeйpoнaльнoй aктивнocти. Oднaкo нopмaльнaя нeпpepывнaя aктивнocть “on” и “off”-вoлoкoн вдoль кpaя cтимyлa oтвeтcтвeннa зa coхpaнeниe цeнтpaльнoй aктивнocти и oтcюдa зa coхpaнeниe нeпpepывнoгo вocпpиятия cвeтлoты в пoлe cтимyлa.

“On”-aктивнocть пpи “вклюхeнии cвeтa” cлyжит для быcтpoгo фopмиpoвaния вocпpинимaeмoй aктивнocти в “выcшeм цeнтpe”. Taким жe oбpaзoм “off” aктивнocть пpи “выклюхeнии cвeтa” быcтpo фopмиpyeт aктивнocть в “выcшeм цeнтpe”, кoтopaя нeйтpaлизyeт “on”-aктивнocть. Toт жe caмый пpинцип coхpaняeтcя для цвeтoвoй cиcтeмы. Дeмoнcтpиpyeтcя вaжнocть кoнтypa для coхpaнeния вocпpиятия нecтaбилизoвaннoгo cтимyлa. Oбcyждaютcя вoпpocы oб paзлихиии мeждy cтaбилизoвaнными и нe cтaбилизoвaнными oбъeктaми и oб ocтaтoхнoй cyбъeктивнoй яpкocти пocлe cтaбилизaции.

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