Видеолекция академика РАН И.А. Шевелёва "Распознавание зрительных образов" входит в специально созданный документальный сериал, который содержит материалы 12 лекций Первой школы Нового цикла Всероссийских школ "Современный курс лекций по классической физиологии", которая проходила в Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова в Фундаментальной библиотеке (Интеллектуальный центр) и на факультете Фундаментальной Медицины с 30 января по 3 февраля 2006 г.
Организаторы школы "Современный курс лекций по классической физиологии": Отделение биологических наук РАН, Секция физиологии, Научный Совет по физиологическим наукам, Физиологическое общество им.И.П.Павлова. Уникальность этой Школы состоит в том, что лекции по каждому из разделов физиологии в рамках стандартной программы для медицинских ВУЗов и биологических факультетов классических университетов читают не просто квалифицированные специалисты, а высшие авторитеты в своей области!
Создание сериала видеолекций поддержано Факультетом фундаментальной медицины МГУ и грантом "Формирование системы инновационного образования в МГУ им. М.В.Ломоносова" в рамках приоритетного национального проекта "Образование".
Введение
С чем работает зрительная система?
Что делает зрительная система?
Процесс первичной фототрансдукции.
Как выглядят нейроны: рецептивные и проекционные поля.
Модель рецептивного поля ганглиозной клетки.
Ответы ганглиозных клеток сетчатки.
Наружное коленчатое тело (НКТ).
Реконструкция изображений по активности 177 нейронов НКТ.
Подчёркивание контуров латеральным торможением.
Выделение контуров.
Зрительная кора. Специфическое пространственное преобразование
сигнала.
Локализация сенсорных и моторных функций в коре мозга человека.
Иерархия пространственных шкал организации зрительной коры
обезьяны.
Ориентационные детекторы поля 17.
Иерархия рецептивных полей в зрительной коре.
Схемы рецептивных полей зрительной коры.
Переработка сигналов в зрительной коре: адаптация рецептивного
поля.
Рельеф рецептивного поля при разной фоновой освещённости.
Пороговые полурельефы РП нейрона поля 17 при фотопической
и скотопической адаптации.
Переработка сигналов в зрительной коре: динамика рецептивного
поля.
Динамика РП нейрона поля 17.
Динамика ориентационной настройки.
Переработка сигналов в зрительной коре: схемы рецептивных полей.
Две схемы кортикальных RFs.
Формирование РП нейрона поля 17: конвергентная и тормозная схемы.
Классическая и гибридная схемы РП нейронов поля 17.
Двойная ориентационная настройка и чувствительность к признакам
второго порядка.
Двойная ориентационная настройка стриарных нейронов.
Стимулы: полоски, кресты, углы и У-образные фигуры.
Чувствительность к полоске и кресту у двух стриарных нейронов.
Чувствительность к полоске и углу у двух стриарных нейронов.
У-образные признаки трёхмерных прямоугольных объектов.
Количество стриарных нейронов с избирательной или инвариантной
настройкой на форму и ориентацию фигуры.
Предпочитаемая форма фигуры.
Характеристики ответов детекторов первого и второго порядка.
Характеристики ответов на полоску и крест у нейронов с
чувствительностью к полоске и к кресту.
Рецептивные поля 17.
Динамические карты рецептивных полей классического типа.
Примеры динамических карт.
Переработка сигналов в зрительной коре: карты рецептивных полей.
Картирование рецептивного поля нейрона.
Примеры карт рецептивных полей нейронов поля 17.
Примеры.
В чём причина такой чувствительности?
Избирательная возбудительная конвергенция.
Крестообразные и Т-образные рецептивные поля.
Торможение - решающий фактор в настройке нейронов на признаки
стимула.
"Другие" нейроны.
Растормаживание.
Растормаживание как механизм настройки на крест.
Связь глубины торможения при удлинении полос со степенью
растормаживания нейрона.
Переработка сигналов в зрительной коре: упаковка функциональных
элементов.
Ориентационные колонки в зрительной коре.
Зависимость чувствительности нейрона к фигуре от глубины его
локализации в коре.
Как распределены детекторы признаков по поверхности коры.
Схема трёхмерной упаковки глазодоминантных и ориентационных
колонок в поле 17.
Метод функционального оптического картирования мозга.
Оптическое картирование мозга по внутреннему сигналу.
Камера для оптического картирования на голове кошки.
Картирование зрительной коры кошки.
Стимулы: решётки, кресты и линии.
Ориентационные карты участка поля 17 и зоны активации крестами.
Пример динамики оптической активации.
Линии раздела между зонами активации разными сортами стимулов
проходят практически линейно.
Оптическое картирование в инфракрасном диапазоне:
"термоэнцефалоскопия" (ТЭС).
Температурный ответ в коре мозга крысы на зрительную стимуляцию.
Активация коры мозга крысы после стимуляции глаза.
Вращающаяся термоволна. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ).
Моделирование РП и настройки нейронов зрительной коры.
Переработка сигналов в зрительной коре: макроупаковка
функциональных зон.
Последовательное распространение активации в коре мозга обезьяны
после действия света.
Вентральный и дорзальный корковый зрительный путь.
Детекторные свойства нейронов экстрастриарной коры.
Размеры рецептивных полей в относительных единицах.
Активация участков нижневисочной зрительной коры.
Соотношение уровня разрядов нейронов с величиной оптического
сигнала.
Нейрон "острых выпячиваний", "нейрон "асимметричной дуги", нейрон "
сбалансированных влияний", нейрон "удлинённой структуры"
Selectivity of single neuron in monkey inferotemporal cortex.
Изменение ответа нейрона в нижневисочной коре по мере уменьшения
прорисовки фигуры.
Оптическая активация инвариантна к смещениям лица.
Зоны активации нижневисочной коры обезьяны (область ТЕ) для пяти
проекций лица куклы.
Переработка сигналов в зрительной коре: схема организации
финальной стадии опознания формы объектов в вентральном корковом
пути (нижневисочная кора).
Схема пространственного кодирования сложных признаков и целостного
зрительного образа в нижневисочной коре обезьяны.
Пример речевой зоны. Семантическая карта коры (результат
кластерного анализа).
Нейрофизиологические и психофизические исследования зрительного
восприятия человека.
Опознание зрительных объектов.
Влияние типа фигуры на латентность и амплитуду волны Р100.
Латентные периоды ответов нейронов поля 17 коры кошки на полоску
и крест.
Распределение по скальпу амплитуды волны Р100 в ВП на
горизонтальную линию и крест 90 градусов.
Локализация диполей волны Р100 в ВП на разные стимулы.
Локализация диполей волны Р100 в ВП на крест на 100-й мс после
стимула.
ВП и их динамические спектры в разных областях коры при
наблюдении геометрической фигуры и лица.
Анализ потенциалов мозга с помощью динамических спектров.
Локализация диполей волны Р100 ВП на полоски на 110 мс после
стимула.
Динамический сдвиг локализации дипольного источника альфа-ритма
(ЭТД) по зрительной коре.
Примеры траекторий диполя альфа-ритма в мозге человека.
Усреднённые траектории диполя альфа-ритма в трёх кластерах.
Траектория смещения диполя альфа-ритма в затылочной коре
(виртуальная хирургия).
Вызванные потенциалы в нижневисочной коре мозга человека на
лица и другие изображения.
Flattening of the cerebral cortex.
Связь между активацией коры лицами и зданиями с эксцентриситетом
в поле зрения.
Activation of the visual cortex by emotional images.
Целые и замаскированные геометрические фигуры.
Опознание человеком целых и частично замаскированных фигур.
Что после нижневисочной коры?
Этапы опознания зрительного образа.
Автор лекции и наглядных материалов: И.А.ШЕВЕЛЁВ, д.б.н.
Автор диска: Ф.О. КАСПАРИНСКИЙ, к.б.н.
Видеосъемка: Т.В. МАЛАНЬИНА, Д.В. СТАМБОЛЬСКИЙ, к.б.н., А.С. ПОПОВ
Цифровая обработка звука и видео: Ф.О. КАСПАРИНСКИЙ, Е.И. ПОЛЯНСКАЯ
Адаптация графики: А.С. ПОПОВ, Е.И. ПОЛЯНСКАЯ
Монтаж аудиовизуальных рядов: Е.И. ПОЛЯНСКАЯ
Монтаж титров и видеозаставки: Ф.О. КАСПАРИНСКИЙ
Система навигации DVD: Е.И. ПОЛЯНСКАЯ
Музыкальное оформление титров и меню: Е.И. ПОЛЯНСКАЯ
Дизайн интерфейса и авторинг DVD: Ф.О. КАСПАРИНСКИЙ
Дизайн обложки и вкладыша DVD: Ф.О. КАСПАРИНСКИЙ
Научный консультант: Ф.О. КАСПАРИНСКИЙ
Продюсер сериала: Ф.О. КАСПАРИНСКИЙ
101 мин. видео и наглядные материалы (174 слайдов) в формате DVD-video с оглавлением эпизодов на одном диске формата DVD-5 в одной коробке
