3.5.2. Кортикальные колонки

Простые и сложные нейроны, сходные по своей чувствительности к стимулу с определённой линейной ориентацией располагаются в разных слоях коры друг над другом, что послужило поводом называть такое функциональное объединение вертикальной ориентационной колонкой. Все нейроны внутри такой ориентированной колонки, имеющей диаметр от 30 до 100 мкм, реагируют только на одну определённую ось ориентации стимула (Рис. 3.10.). Каждая колонка перерабатывает информацию, полученную от определённой области сетчатки, причём у соседних колонок обнаруживается систематическое изменение оси ориентации: она смещается приблизительно на 10^о. На площади, равной примерно 1 мм² размещается комплект ориентационных колонок, способных зарегистрировать любой наклон линейных стимулов в пределах 360^о.

Каждый такой комплект включает две глазодоминантные колонки, одна из которых получает информацию только от левого, а другая только от правого глаза. Ещё одним обязательным компонентом является наличие нескольких вставок между ориентационными колонками в виде капель или blobs, предназначенных для переработки информации о цвете объекта. Полный комплект, включающий ориентационные, глазодоминантные колонки и blobs получил название гиперколонки, которая является элементарным модулем переработки зрительной информации. Между ориентационными колонками, входящими в состав соседних модулей существуют горизонтальные связи, что позволяет колонкам с одинаковыми свойствами возбуждаться почти одновременно.

Уже после того, как Хьюбел и Визель получили за свои исследования зрительного восприятия Нобелевскую премию, другими исследователями (De Valois K.K., De Valois R.L.) было обнаружено, что функциональные модули зрительной коры реагируют на предъявление синусоволновой решётки сильнее, чем на линии и грани такой же ориентации. Синусоволновая решётка представляет собой сменяющие друг друга с правильным интервалом темные и светлые полосы (Рис. 3.11). В решётке можно менять частоту (число полос на единицу длины), амплитуду (степень контраста между светлым и тёмным) и угол наклона полос, что позволяет описывать колебания зрительного стимула в виде синусоидальной кривой и применить к ней анализ Фурье. Эти данные являются дополнением к фундаментальным представлениям Хьюбела и Визеля, заставляющим предположить, что нейроны зрительной коры способны преобразовать прямолинейные стимулы в синусоидальные.

3.6. Основы восприятия цвета

Диапазон ахроматического, т.е. чёрно-белого восприятия зрительной системы позволяет различить около 500 градаций освещенности между абсолютно чёрным и белым цветами. Цветовых градаций, доступных зрительному восприятию, намного больше, их около семи миллионов, и поэтому цветовое или хроматическое восприятие значительно повышает способность отличать объект от фона, воспринимать контраст, узнавать детали зрительных объектов. Сравнение чёрно-белой и цветной репродукций одной и той же картины наглядно показывает недостаток информации в первой, не говоря уже о различии эстетической оценки. Многие детали цветного изображения попросту исчезают в чёрно-белом варианте.