Механизмы абсолютного и относительного бинокулярного дисбаланса: анализ эквивалентного шума

Введение

Стереопсис — восприятие глубины за счёт обработки мозгом бинокулярного дисбаланса — активно изучается. Абсолютный дисбаланс точки в пространстве определяется как разница углов между проекциями цели на зрачки глаз и углом конвергенции. Относительный дисбаланс возникает при сравнении двух точек в разных глубинных плоскостях. Существует три способа его вычисления:

• Разница монокулярных расстояний между проекциями точек (Механизм 1).
• Прямое измерение относительного дисбаланса (Механизм 2).
• Разница абсолютных дисбалансов точек (Механизм 3).

Роль нейронов в обработке дисбаланса

Нейроны в первичной зрительной коре (V1) настроены на абсолютный дисбаланс, тогда как нейроны в вышележащих областях чувствительны к относительному. Однако психофизические исследования показывают, что разделить эти механизмы сложно из-за «аномалии абсолютного дисбаланса» — отсутствия его осознанного восприятия без визуальных ориентиров.

Методы

Для тестирования модели использовались стереограммы со случайными паттернами Габора (RGP), где внешний шум дисбаланса добавлялся к стимулам. Измерялись:

• D_min — минимальный порог обнаружения дисбаланса.
• D_max — максимальный порог, при котором дисбаланс ещё различим.

Модель эквивалентного шума объединяет глобальный (общеполевой) и локальный (точечный) внутренний шум, объясняя различия в порогах для абсолютного и относительного дисбаланса.

Результаты

Ключевые выводы:

• Порог D_min для относительного дисбаланса в 3.5 раза ниже, чем для абсолютного.
• Глобальный шум влияет на абсолютный, но не на относительный дисбаланс (Механизм 3).
• D_max не зависит от внешнего шума, что указывает на нелинейные механизмы обработки.

Обсуждение

Исследование подтверждает, что относительный дисбаланс обрабатывается через сравнение абсолютных значений, что отменяет глобальный шум. Это объясняет его более высокую точность. Разделение механизмов D_min и D_max согласуется с моделью, где:

• D_min зависит от локальных деталей.
• D_max определяется усреднённым сигналом.

Результаты имеют значение для диагностики нарушений бинокулярного зрения.