Využití vlastností světla a jeho absorpce při průchodu a odrazu. Zrakem až 90% informací. Tvar, barva, umístění v prostoru, rychlost a směr pohybu. Wavelength in meters 10"* 4 x l(T77x 10"7 lO-4 6 x 1ÍT7 7x |(T7 G am mu X rays Ultraviolet rays Proteiny teprve ve spojení s chromoforem - část molekuly odpovědná za absorbci záření (také zvaná prostetická skupina - nebílkovinná sl.) -mohou absorbovat viditelné spektrum. -Stereoizometrie Retinalu (aí Retinal and vitamin A (b) Opsin H H H H Complete? st rue Lure of vitamin A (all-ř runs) C Ť LOH Condensed sLrucLure of vitamin A (all-ŕraps) CHO SENSORY PR= Outer segment cell membrane Visual pigment (rhodopsin) Disc interior Disc membrane Retinal {aU-trati*) Retinal tll-crra) CHO Cytoplasm Disc membrane COOH Disc interior Figure 13-13 Rhodopsin fs a photopigment composed of two parts: retinal and opsin (a) Chemical structures of vitarnJn A and of retinaL Vitamin A is shown both as a complete structure (top) and as a skeleton structure {middle). Vitamin A is converted to retinaf, Which has two isomers (1and al\-trans). (b) Three-dimensional structure of the protein (opsin) portion of vertebrate rhodopsin. Seven cx-helical regions of the protein span the membrane; retinal is attached to an amino acid residue within the seventh membrane-spanning region. • Optický systém oka • Fotoreceptory sítnice • Optická dráha • Korová zraková oblast David Hubel's web page http://hubel.med.harvard.edu/index.html Od baktérií schopnost detekce. Komorové oko - dokonalý optický nástroj Zrakový nerv Sítnice Variace na jedno téma. čtyřhra n ka mys zebřička olihen hŕebenatka J čočka stínid pigment sítnice tapetu m - zrcátko octomilka 1, Šest modelových organizmů a šest různých typů očL Fotografie živočicha je vždy doplněna o schematizovaný průřez jeho okem. Snímky© Kristýna Markovä-Jonäšovä, Jana Růžičková, Roger Hanlon a Marek Jindra, Inverzní sítnice savců. 120 mil. tyčinek, 6 mil. čípků. Pigmentová vrstva Membránové disky Mitochondrie Horizontálni Bipolární buňky Axony zrakového nervu Amakrinní buňky Gangliové buňky B. Retina: Photosensor distribution, sensitivity in darkness and visual acuity Optical axis Nasal <— —^ Temporal 1 Photosensor distribution Rods Cones 30° Fovea centralis (5°) 2 Visual acuity, sensitivity in darkness c ... ... ... , Sensitivity in Visual darkness (%) acuity 90° 60° 30°* 0^30° 60° 90° Blind spot -I Fovea centralis SO —i 1/1 60 40 - 1/2 20- 1/4 1/8 90° 60° 30 30° 60° 90° Blind spot-I Fovea centralis GB čípky, ale jen RG ve fovei. Absorbce světla - Karotenoidy (vit.A) a pyrolové kruhy (a) Retinal and vitamin A iífí ppsin H H H H Complete structure of vitamin A (all-řrmis) o loh Condensed structure of vitamin Á(aU~hAris) CH O Retinal (AU-řrnris) Karina I t"11-e7ť) CHO SENSORY PRi Outer segment cell membrane Visual pigment (rhod op ton) Disc interior Disc membrane Cytoplasm Disc membrane COOH Disc interior Figure 13-13 Rhodopsin fs a photopigment composed of two parts: retinal and opsin (a) Chemical structures of vitamin A and of retinal. Vitamin A fs shown both as a complete structure (top) and m a skeleton structure {middle). Vitamin A rs converted to retinaf, which has two isomers (1 l-c/5 and ^tl-jfrans). (b) Three-dimensional structure of the protein (opsin) portion of vertebrate rhodopsin. Seven tx-helical regions of the protein span the membrane; retinal is attached to an amino acid re5idue within the seventh membrane-spanning region. Video cis - trans Absorbce světla - Karotenoidy (vit.A) a pyrolové kruhy (chlorofyl) Chtaroplyli ÍKl CH, CH, chl, -CH,CHŕCH>CH-CHŕCHrCH1.cLcHŕCHfrCH1.CH^) ^ CH, .CH-C-CH,CH,CH,-C :h.ch,;CH,;CH„.cL-c CHřCHfrCHfrC (1 .V r i; i ľ h i l>ľ n E «In Nw Video aktivace rhodopsinu , Outer segment col] membrane Figure 13,14 Phototransduction closes cation channels in the outer segment of the photoreceptor membrane In the dark, the cation channels are kept open by intracellular cGMP and conduct an inward current, carried largely by Na^.When light strikes the photoreceptor these channels are closed by a G protein-coupled mechanism, O Rhodopsin molecules in the disc membrane absorb light and are acti- vated.© The activated rhodopsin stimulates a G protein (transducin in rods), which in turn activates cGMP phosphodiesterase,© The phosphodiesterase catalyzes the breakdown of cGMP to S'-GMP. O As the cGMP concentration decreases, cGMP detaches from the cation channel which close. ^3822989334^ ,— D, Podráždění a adaptace fot o receptoru rod op sin membtóna Terčíku -40 mV transducin ^ |3 y MR II tmetarodopsin II) MRU ® PDE neaktivní 0 i^r^ Na+ nitrcbiinět- rtý prostor . tyčMy 3 Ca3ř GDP za tmy 4 -70 mV světlo JÍ ' ~GDP - *-Na+ kanál otevřen 1 tCa^]i = 350-500 nmol/l 6 A CaM fos-ducin-P adaptace na tmu Ca2VNaH influx d e polarizace světelný podnet 1 cGMP klesá i i i kanál uzavřen I ! * i [Ca2+3 klesá hyper- polarizace uvolňování glutamátu zvýšeno li sníženo ^ signál: „světlo" PDE aktivní ^ receptofový potenciál e kanál uzavřen'. © © I'll Ca- GCAP aktivován t adaptace na jas ^405371086 U chemorecepce ligand způsobí změnu konfirmace membránového 7TM receptoru tak, že alfa podjednotka G proteinu je uvolněna aby aktivovala membránové enzymy. A stejně je to i s opsinem. V tomto případě je však čichová nebo chuťový molekula v jistém smyslu již přítomna a připojena k 7TM receptoru. Je to chromofor, 11cis retinal. Ten je ve vazbě na lyzinový zbytek uložen do opsinu a je ve své poloze stabilizován slabými interakcemi se dvěma dalšími zbytky aminokyselin. Foton pak pouze změní konformaci retinalu z cis do trans pozice (2x10-14s, takže se už déle nevejde do vazebné polohy v dutině opsinu. To způsobí, že opsin změní svou konformaci a pře několik meziproduktů se přemění na konečný metarodopsin II. Ten reaguje s G-proteinem (transducinem), který se následně, po náhradě GDP za GTP, štěpí na alfa a beta gama podjednotky. Alfa potom, jako u jiných modalit, aktivuje specifické enzymy v membráně, a to takto: na aktivovaný alfa-GTP se nyní naváže inhibiční podjednotka cGMP-fosfodiesterázy, PDE. Takto dezinhibovaná PDE pak snižuje cytosolovou koncentraci cGMP. Zesílení řoru meta rod op s in II) svetlo 70 mV reteptorový otenciái světelný podnět ^ cG M P klesá n kanál uzavřen '" [Caklesá hyper-polarizace aváni glularrtátu eno li sníženo \ signál; „světlo^ ducin adaptace na jas Řada zpětných vazeb: • Vypnutí - Arestin v G-prot. signalizaci, Ca • Adaptace - rozsah od 1 po 106 fotonů / sec, úloha Ca iontů (čich, sluch) • Regenerace Inaktivace: Samozhasnutí alfa Transducinu. Vlastní aktivitou štěpí GTP na GDP a uvolní inhibiční podjednotku Ipde. Katalytická aktivita PDE končí. :orů rodopsin II) světlo .- -.světelný podněty jS', cG M P klesá -70 mV receptorový potenciál aktivní q 5'-GMP cGMP <-/ 1 'O o 2 c £ y 2+ kanál uzavřen 0 e 0 3 cyklu s transducinu adaptace na tmu PĎE Inaktivace: GCAP (guanyiyi cyclase activating Protein) ztratí 4 Ca a aktivuje GC. Ta zvýší cGMP a kanály se zase otevřou MR IL ^ MR II (metaľoctopsin H) 0Í5 'PDE lý podnet klesá uzavřen h klesá PDE aktivní 0 B 5-GMP ^ cGMP <:••■ ^ t kanál uzavřen toll Ca1* g -70 rnV r&ceptorový potencia! Adaptace: Soutěž mezi fosducinem a alfa podjednotkou o beta a gama podjednotky Ve světle je váže a tak blokuje regeneraci transducinu MR II (metaľoctopsin H] PDE aktivní 0 kanál uzavřen' -70mV receptorový potenciál © © 8 © © 13 © © © 3 Cl Regenerace retinalu v pigmentovém epitelu [— E* Regenerační cykly- 1 cyklus retinalu !! -frcäns-ret I na I Q} * íiU-ŕrans-retinol 1 t-awetinol a i n-eís-retinal 0~\ 2 cyklus rod o p sin u 3 re 5ti n P U— rekové ri n p o—i RK {rodopsin- jas Inaktivace: MRII odhalí vazebné místo RK. Fosforyluje se, naváže arestin a dál už nereaguje s transducinem. All-trans-retinal se oddělí. Ca adaptace: Rekoverin citlivý na Ca se podílí na redukci životnosti rodopsinu Regenerace retinaiu v pigmentovém epitelu ChorFOcapřílarís Retinal pigment epithelium Interpol otor e cep to r space \\-cis reiina! -i- ail-frans retiny I ester Fatty acid IR BP Rod outersegment f IRBP -ŕ -as retinal Opstn^ retinof all-trans retina! Retinol dehydrogenase Photon Figure 16.13 Regeneration of 11-ras retinal. Explanation in text. IRBP = interphotoreceptor retinoid binding protein Rh = rhodapsm- Rh" — activated rhodopsin. Simplified from Harding, 1997 Adaptace: l— A. Průběh adaptace - 10 20 30 dobä adaptacím in) B. Rozlišovací práh a intenzita světla o, s S 0,7 1Ü 106 1íT 10" relativní intenzita světla (podle Ci. Schuberta! C. Mechanismy adaptace--- málo světla hodni světla 1 zornicový reflex rozšířená zornice zúžená zornice 3 prostorová sumace velká plocha sítnice pro 1 neuron malá plocha sítnice pro 1 neuron D. Sukcesivní kontrast („lokální adaptace málo svět la hodné světla 2 fotosenzitivní pigmenty hodnĚ málo rodopsinu a transducinu 4 časová sumace pro vznik AP nutný dlouhý svetelný podnet silné svetlo čas pro vznik AP stači krátký svetelný podnět ) viř text - Drosophila jako užitečný model zrakové transdukce: Mimořádné zesílení - reakce na jediný foton Nízký šum ve tmě (spontánní termální izomerizace) Široká adaptace - rozsah až 106 (arestin, Ca) Rychlá terminace odpovědi Nejrychlejší známá G signální dráha - 10x než obratlovci Drosophila jako užitečný model zrakové transdukce: Taková rychlost? PLC octomilky je jeden z nejvýkonnějších známých enzymů-limitem je jen přísun cGMP Výkonnost transdukce omezena pouze difuzním pohybem v membráně. Figur? 13.14 PhotctrAri&ductJon důw íation (hanntk In r.h* ňiit*r vn\c±&TIilt jctivalcd rhadapsm stimulates a G prútein itrdníducin řn Kgment of the ph QTorettrptu r membra rw In Lii u d d rk. ihe. t d tiun channel are kepi gpen by intracellular cGMP and conduct an Inward tuniL-nt. lji = iijd tjiqijly by Na". When FiohL Strike the phtituri^epLm, these channels are- dosed by a G protein-coupled mechanist*, O Bhtpdopwn-ihoI^cijIf^ in th*1 di\f rnpmhriinf" absorb light and are a^Tfc- rodsJ, which in turn artiwiros cGwtP phosphodiesterase. 6 The? phosphodiesterase catalyze* the bieakdown or lGMP Id S'GMP. 0 At the cGMP concentration decreases, cGMP detaches ííom rhe cation channel *hkh cíose. Drosophila jako užitečný model zrakové transdukce: Difuzní model signálového přenosu x Signalplex, scaffolding proteins Multimolekulární signalizační komplex R hodo psin ^------------- Cytoskeletal core Drosophila jako užitečný model zrakové transdukce: Organizace signálních proteinů v čase a prostoru - oddělení, zhášení v odpověď na světlo Figure 11 Phototransduction in Drosophila and the I NAD complex, a, The five PDZ domains of INAD (1-5) assemble components of the phototransduction cascade, including PLC, the TRP channel and PKC, into a signalling complex at the cell membrane, b, Mishra et al? report that, in response to light, the PDZ5 domain of INAD undergoes a conformational change. In the dark, PDZ5 is in its canonical, reduced form, in which a groove between an a-helix and a (3-sheet serves as a ligand-binding site. After stimulation with light, the PDZ5 domain undergoes a conformational change to an oxidized state, whereby the formation of a di sulphide bond between two cysteine residues results in the unravelling of the a-helix and the distortion of the ligand-binding groove. Following this conformational switch, the ligand (arrowed) — putatively part of the PLC enzyme — can no longer bind. (Adapted from ref. 2j Drosophila jako užitečný model zrakové transdukce: Taková adaptace? Translokace TRP -mechanismus adaptace na tmu a světlo The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1981 David Hubel's web page http://hubel.med.harvard.edu/index.html "for his discoveries "for their discoveries concerning information processing in concerning the functional the visual system" specialization of the cerebral hemispheres" Roger W. Sperry 1/2 of the prize David H. Hubel 1/4 of the prize Torsten N. Wiesel 1/4 of the prize lifornia Institute of Technology sadena, CA, USA b. 1913 d. 1994 Harvard Medical School Boston, MA, USA b. 1926 (in Windsor, ON, Canada) Harvard Medical School Boston, MA, USA b. 1924 Sweden USA USA Zraková dráha ILlH-l.Ol^.Ul SLrinLficairteí Ipcírmry vinili Lnrlr^ř Phiiviill wciíúii niiiľlĽU.h nľ LhiiLur.ii!- vi Min ľ Ch htc :■; I j=M jiriiT^iry ■rllnlllll CÍHTGK Zraková dráha LGN - 6 vrstev, po sítnici další zpracování zrakové radiace LíHťíAl vLmľrii I. 10.16 Cross Section of the Monkey Lateral Geniculate Nu deus ITiiihimu!. Lateral ľ.: ni. íl nutteu: I lipjUKdllipUh B™ i mírnil m. m, í h. ■ m/'-- uv i : i - l-l ■--m.L:| I |MT\ i\dki.l,iJ í- Tn the tuľp main vmtral Liyui > (l-2)Hthew]lsün: UzgL-{ni^iw^liular}, Cell* in layers L, J, *nd 6 (yellow] PKflke Inpul from ih* eye on tho opposite aide uf (In.- body. Cell* in Uym^ 3, ■.ind. 5 (Mur) weive input from thecw rm the mttw $fdft. Visual system optic chiasm optic ne optic tract optic radiation. occipital pole B central bundle Meyer's loop a, Optic radiation occipital pole-.dorsal bundle FIGURE 11 Schematic drawing of the human visual system. (A} Right- and left-hemispheric fiber pathways. iB} Left-hemispheric optic radiation comprising the anterior bundle termed Meyer's loop (yellow), the central bundle (green), and the dorsal bundle (blue). LGN.. lateral geniculate nucleus. http://sites.sinauer.com/wolfe3e/chap2/vissystemF.ht Dvě samostatné sub-dráhy od sítnice až po kůru. Identifikace x lokalizace X - 80% gangliových bb Y -10% g.b. W -10% g.b. -pohyby očí Temporal lobe Primární (žíhaná kůra) , sekundární, (terciální) z.k. Ccnlml SůmťHjhílie □~.\ociůhÍ0n Pjcímnlůl Vnugl u?ľfl FVimůfy ON a OFF typy bipolárních neuronů. [|]UCILÍIIJ[ÍI.I|i pLl--0.1 trcm [|]uciu.njrji.i|| JI LiO---J t>JT"Ľ riHI-NhTVj."i."pľ|i7hTA - Off-Lype ■■•■■i MĽUlOlL I*ark I I r.-Mrk Liľ lil rkj kmV 1 -|í»l ^_r -1 c*>L Timu Tirnc Laterální inhibice: Na sekundárních neuron je zesílen kontrast. Silný posílí, slabý oslabí B Prim my receptur IKIIITHIF- ť <& imJĽr . ii ■ -ii - Tli htu.bčr lJľinujc> tflíCOJ^lJLII llK-Ui ufít- { "Í1ÍT1 lili IIF- -| [ 11 b i h i ih h--.- \y i u.] i w ■ Tu liLubtur VĽn h_i r V l-LUUJJ,. ŠluniiJus ON _i_ Stimulu-: OFF _l_L 1 S—i U U U U t i_L E00 nnir- Laterální inhibice: Na sekundárních neuronech je zesílen kontrast. 5l :i tľruj*■ ml" i.iii LĽnlĽC Lartcnit :_--n-. ii. .1. n IH.-hrlIh FtťtllltC: celt* CT LTTl Í --TI. I häl nplu ĽU]lh Jednoduchá buňka „měří" pozici a sklon svého kontrastního pruhu http://sites.sinauer.com/wolfe3e/chap3/striaterfF.htm Receptivní pole jednoduché buňky i světelný pruh 1 mmm Vliv orientace vizuálního podnětu na elektrickou aktivitu jednoduché buňky.Úsečka nad záznamen elektrické aktivity značí trvání osvětlení v sekundách. AP - akční potenciál. X - excitační zóna ▲ - inhibiční zóna ,.. 1 OBR. 45A v Komplexní buňka nemá jasně vyhraněnou excitační a inhibiční oblast - „měří" sklon kontrastního pruhu bez ohledu na pozici na sítnici. 3 sousedící receptivní pole jednoduchých buněk. V rámečku zformované receptivní pole komplexní buňky. Wj foul fchp visual system inu* thinking the card is folded like ä iwí. 6, Without the reflĽCtinn etp].^rt.itkjnr the white- side new 5.5 Illusions of Lighting • Introduction • Folded Card Illusion • Bumps and Dimples Illusion • Checkerboard Shadow Illusion Predpoklady a srovnávání deformují skutečný vjem. The shadows in Figure 1 (left) produce exactly the same outputs as their backgrounds in the R/G and B/Y "channels" of the opponent process system. The orange square, for example, activates R+G- and Y+B- cells (because orange can be described as reddish yellow). Since the shadow of the small rectangle is the same hue, it also activates these same opponent process cells. The difference between the shadow and its background will only be registered in the output of the Bl/Wh opponent process: the Wh+Bl- cells will respond more strongly to the brighter orange square than to the darker shadow. In Figure 1 (right), on the other hand, all five shapes are different hues, so all five will produce different outputs in the R/G and B/Y channels. Although we almost never notice them, shadows—brightness differences—are scattered throughout almost every visual scene (if you look around carefully now, you will probably see them everywhere). But shadows are rarely of interest to us, whereas hue boundaries are important. They divide the visual scene into component surfaces which higher-level vision can then combine into objects. Thus, recoding light wavelengths into dimensions that de-emphasize shadows and highlight surfaces is a very good thing. K čemu je dobrá oponence? Rozeznání objektů od jejich stínů 3 vs 5 Figure 1 The image on the left is perceived as a red rectangle above an orange square on a blue background. The figure on the right is perceived as five different surfaces. These inferences are easily made on the basis of opponent-process cell outputs. Vnímání pohybu Parietal Jobe Wiwre pathway Wluü pathway Temporal lobe Jak je pohyb důležitý - http://sites.sinauer.com/wolfe3e/chap8/startF.htm Zdánlivé pohyby http://sites.sinauer.com/wolfe3e/chap4/occlusionF.htm Specialista na směr ll-IJ flpímír lighi " ilinHiEÍnn M. h^H iiii-wii-uiie J L J-L [ 11HU 1 1 l M U 1_L \ ii my f^nliiEjnn c-t^lhílih JSjFWYlJrtlŮúl Ir- * J l jl M , l i)P T JI*.'". LMiiiini _J l_ Nu cu>fhoní* LI Nu i ŮSf" ■llřj." JTtr itHKLVqi^nL i-L I - ■ I - =1 -...... 21 Hl - PÍTK-Iíhh-i n| míverruTil S pc-n I u nai ho ^ ÍTrin^i. ralu Detektor směru pohybu |>in.t[kifij|h UA.lt VC Detektor rychlosti direction • http://sites.sinauer.c om/wolfe3e/chap8/m otdetectorF.htm ■receptors o o motion detector delay 1——--4 (a) null direction receptors motion detector o delay - o o Figure 436 Principles of a simple retinal motion detector. See text for explanation. http://sites.sinauer.com/wolfe3e/chap8/mottypesF.htm Image 1 and Image 2 of this part of the activity may at first look like random collections of white dots. But when we put a series of these images together and play them as a movie, as in Image 3, you should get the immediate and compelling perception of a human being walking to the right. Researchers have found that a great deal of information can be gathered about the activities and even identities of people featured in "dot walker" displays such as this. For example, it has been shown that observers can usually identify the gender of the walker, possibly by calculating the width of his or her shoulders and hips (males typically have broader shoulders and narrower hips than females). Interestingly, biological motion displays are much easier to identify when the character in the movie is performing a familiar action. Image 4 shows the frames of the movie in Image 3 reversed, so that the person is walking backwards. Although the motion in this movie does appear vaguely familiar, it seems less "natural" than the forward walker in Image 8.2 Types of Motion http://sites.sinauer.com/wolfe3e/chap8/mottypesF.htm Play Stop Okraj je vždy „nahoře" S.4 Motion Aftereffects • Introduction * Why Does the MAE Occur? * Interocular Transfer • More Fun with the MAE Únava analyzátoru pohybu Central sulcus Postcentral sudus M o ti on-pnxessi n g parietal cortex Ungual gyrus tj l; i l i; 11 -i i 11 1ĽILlÍ lili* p. i n- L hi: c LI i i ir 7% ■ I! ■UnciLUiliiJD-^ttnUlV£ IIIBpDílťU Mul.i Lir V-ltII i IHÜW UWl -unciniiĽHMi- i niHjjpu^ťllMliii nrY-**lll Aiľu T a™ V 4 Co4oc «i i i- iL-i-Hill- Air-J V > Rwm vision- al ťn V j ■-1 - ■ i ■ i mciiiii Box 11 From retinal input to cortical processing and perception Visual input is initially encoded in the retina as a two-dimensional (2D) distribution of light intensity, expressed as a function of position, waveLength and time in each of the two eyes. This retinal image is transferred to the visual cortex, where sensory cues and, later, inferred attributes are eventually computed (see the figure). Parallel processing strategies are used from the outset to overcome the constraints of individual ganglion cells' Limited bandwidth and the anatomical bottleneck of the optic nerve. Figure is modified, with permission, from REF. 9 © (1988) ELsevier, Retinal images Intensity = f position (X,Y) wavelength time eye (right/left) Sensory cues Primary Luminance Spectral Feature-based Contrast 2D velocity Disparity 2D orientation Inferred attributes 1. 3D form Shape Size Rigidity 2+ Surface properties Colour (brightness, hue and saturation) Visual texture Specular reflectance Transparency (shadows and highlights) 3* 3D spatial relationships Relative positions (X, Y and distance Z) 3D Orientation in space 4+ 3D movement Trajectory Rotation Pohyby očí - sakkadické pohyby Q A picture is viewed by an observer while we monitor eye position and hance directinon of gaz< the eyes jump, come to rest momentarily (producing a small dot on the record), then jump a new locus of interest. It seems difficult to jump to a void - a place lacking abrupt luminance changes. Úkol rozeznat pohyb na sítnici způsobený pohybem očí od vlastních pohybů předmětů • http://sites.sinauer.com/wolfe3e/chaD8/eye movementsF.htm Introduction Voluntary Eye Movements Object Movements Top Views Distinguishing Eye from Object Movements Involuntary Eye Movements Vnímání prostoru OBR. 57A Sítnice pravého (R) a levého (L) oka. Body A a A* značí polohu identických míst. Černá skvrna znázorňuje centrální Ä 1 W 1 jamku. R L OBR. 56A KRUŽNICE fixační bod 6.2 Binocular Disparity HOROPTER I |i I |> n| I Shifting Focus The figures at left now show what happens if the disembodied eyeballs' gaze is shifted, so that they are focused on the green cylinder rather than the red cylinder, (Click any of the cylinders or the link below to toggle back and forth between focusing on the green and red cylinders,) As you can see, disparity information shifts as gaze direction is shifted (although the changes are made much more dramatic than normal in this scene because the objects are all placed so close to the viewer). In particular, note that images of the blue cylinder, which fall on corresponding retinal points when the eyeballs are focused on the red cylinder, fall on disparate retinal points when gaze is shifted to the green cylinder. Indeed, the whole horopter shifts along with the shift in focus, This illustrates the fact that binocular disparity provides only relative depth information: The disparities of the various objects in the environment tell us how far away objects are relative to the horopter, but we cannot tell exactly how far away the horopter is, and furthermore the horopter changes every time we look at a new object! This demonstration should also impress upon you the incredible amount of computation that the visual system must carry out to achieve stereopsis. Every time we shift our gaze, the system instantaneously recalculates the disparity information from every object in view, updating our sense of three-dimensional space. • Toggle focus • Do another disparity demonstration • Return to the activity introduction http://sites.sinauer.com/wolfe3e/chap6/disparitvF.htm fůze obrazů • Binokulární neurony - fůze ob • Sloupečky retinální disparace Další metody konstrukce prostoru. r— D. Cues for depth vision Size differences Shadow Contour Haze [5 tkiviH Lui ujI 5| > Direction of train movement - http://sites.sinauer.com/wolfe3e/chap6/moncuesF.ht Jsou stejně malí, ale nevypadají... Interpretace viděného rozeznávání objektů Figure < Seskupování Podle kontrastních linií (b) (c) (d) 1.51 Descriptive advantages of visual grouping. See text for explanation. o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o (a) • O • o • • • • • O • o o o o o • O • o • • • • • O • o o o o o (b) O □ O □ o o o o O □ o □ □ □ □ □ O □ o □ o o o o O □ o □ □ □ □ □ (C) Figure 4.50 Examples of visual grouping: (a) Grouping by spacing, (b) Grouping by colour, (c) Grouping by shape. http://sites.sinauer.eom/wolfe3e/chap4/g estaltF.htm Seskupování Podle kontrastních Linií Hledání hran, kontur Okluze - překrývání Co je obrázek a co díra? Orientace v prostoru nesmí být zásadní pro intepretaci Obrácené tváře vnímáme jinak (hůře) než normálně orientované Zkušenost - rozeznáme tvar i z různých úhlů Iluze 3 Zdánlivý pohyb Jak je pohyb důležitý Analýza biologického pohybu Psychofyziologie • Poznávací procesy - Asociační korové oblasti • Parasensorické • Prefrontální • Paralimbická Parasensorické • Unimodální - sekundární korové oblasti jednotlivých smyslů. Léze vedou k agnosiím. - Zrakové: • Pro kresby • Prosopagnosie - pro tváře • Pro pohyb • Pro hloubku prostoru Parasensorické • Unimodální - sekundární korové oblasti jednotlivých smyslů. Léze vedou k agnosiím. - Sluchové: • Čistá slovní hluchota, ale mluvení, čtení, psaní ano • Pro neverbální zvuky Parasensorické • Unimodální - sekundární korové oblasti jednotlivých smyslů. Léze vedou k agnosiím. - Somatosensorické: • Astereognosie - neschopnost poznat hmatem Parasensorické • Polymodální - Hemineglect syndrom: ignorace vizuálních, somatosensorických, sluchových podnětů z jedné poloviny těla Schopnost pravé hemisféry sdělovat a vnímat emocionální komponentu řeči. Aprosodie- neschopnost: motorická, sensorická. • deaf abstract thinking - téma Polarizované světlo - mám nové články!! o string vibrates in all directions -lip-ancJ-down^ sici^-to-sid^ and every d irect: ion in- Ľ>etwe e n --: nly vertical vit>rations through s" v iterations still get through second slit string is now completely still Fig. 3. Two-dimensional representations of the celestial E-vector pattern (the pattern of polarized light) depicted for two different elevations of the sun (filled circle); 25° in left figure, 60° in right figure. The orientation and size of each black bar mark the angle and degree (percentage) of polarization, respectively. The open circle indicates the zenith. The solar meridian (the line from the zenith down to the horizon) and the anti-solar meridian represent the symmetry plane of the celestial E-vector pattern. From Wehner (1994a). 180° 180° Fig. 4. Three-dimensional constructions required to infer the position of the sun - and hence the azimuthal position of the solar meridian - from at least two patches of polarized light in the sky. The black bars indicate the orientation of the E-vec-tors (x) at two points in the sky. The following directives would yield an all-inclusive solution of the problem: First, determine the E-vector orientation at two points in the sky (a task not discussed here); then construct the great circles (heavy black arcs) running at right angles through the E-vectors; finally determine the position of the sun (filled circle) as the point of intersection of the two great circles. With one E-vector alone, the position of the sun cannot be determined unambiguously. If the elevation of the sun (ns) were known at a particular time of day, two intersection points of the great circle inclined orthogonally to Xi and the parallel of altitude defined by yis could be determined. These intersection points define the correct position of the sun (filled circle), as well as a Active position (open circle), which is separated by the azimuthal difference ccl from the correct one. The insect's E-vector compass does not operate this way, but is based on a set of simpler rules (see text and Fig. 5). Modified from Wehner (1981). složené oko rohovka čočka sítnicové buňky Složené oko hmyzu se skládá z mnoha omatldií, oddělených od sebe pigmentem. Každé' omatidium má vlastní rohovku, čočku a sítnicovou tyčinku (rabdom) tvořenou osmi sítnicovými buňkami, Jež přecházejí v nerv. Molekuly světločivého pigmentu [radopsínuj jsou v tyčince hmyzího pkg uspořádány jedním směrem, kdežto v tyčince oka obratlovce jsou neuspořádané. Vysvětluje to rozdíl ve schopnostech obou očí rozlišovat rovinu polarizovaného světla. sítnicová buňka hmyzu zraková tyčinka obratlovců Organization of retinular cells allows for detection of polarized light Retinular eel Microvilli of rhabdonnere Arthropod visual neurons can be sensitive to specific planes of polarized light Cricket (Wehner 1989)