علوم اعصاب شناختی؛ تشخیص ابژه؛ مسیرهای چه و کجا برای ادراک بصری

---

---

---

---

---

---

I never forget a face—but I’m going to make an exception in your case.

Groucho Marx

من هرگز چهره ای را فراموش نمی‌کنم – اما در مورد شما استثنا قائل می‌شوم. گروچو مارکس

BIG Questions
•What processes lead to the recognition of a coherent object?
•How is information about objects organized in the brain?
•Does the brain recognize all types of objects using the same processes? Is there something special about recognizing faces?

سوالات مهم

•چه فرآیندهایی منجر به شناسایی یک شی منسجم می‌شود؟
• اطلاعات مربوط به اشیاء در مغز چگونه سازماندهی می‌شود؟
•آیا مغز با استفاده از فرآیندهای مشابه، انواع اشیاء را تشخیص می‌دهد؟ آیا در تشخیص چهره چیز خاصی وجود دارد؟

WHILE STILL IN HIS 30S, G.S. suffered a stroke and nearly died. Although he eventually recovered most of his cognitive functions, G.S. continued to complain about one severe problem: He could not recognize objects.

در حالی که G.S هنوز ۳۰ ساله بود، دچار سکته مغزی شد و نزدیک بود بمیرد. اگرچه او در نهایت بیشتر عملکردهای شناختی خود را بازیابی کرد، G.S همچنان از یک مشکل جدی شکایت کرد: او نمی‌توانست اشیا را تشخیص دهد.

His sensory abilities were intact, his language function was normal, and he had no problems with coordination. Most striking, he had no loss of visual acuity. He could easily judge which of two lines was longer and describe the color and general shape of objects. Nonetheless, when shown household objects such as a candle or a salad bowl, he was unable to name them, even though he could describe the candle as long and thin, and the salad bowl as curved and brown.

توانایی‌های حسی او دست نخورده بود، عملکرد زبانش عادی بود و هیچ مشکلی در هماهنگی نداشت. از همه جالبتر، او هیچ از دست دادن حدت بینایی نداشت. او به راحتی می‌توانست قضاوت کند که کدام یک از دو خط طولانی تر است و رنگ و شکل کلی اشیاء را توصیف می‌کرد. با این وجود، وقتی به اشیاء خانگی مانند شمع یا کاسه سالاد نشان داده شد، نتوانست آنها را نام ببرد، حتی اگر می‌توانست شمع را بلند و نازک و کاسه سالاد را منحنی و قهوه‌ای توصیف کند.

G.S.’s deficit did not reflect an inability to retrieve verbal labels of objects. When asked to name a round, wooden object in which lettuce, tomatoes, and cucumbers are mixed, he responded with “salad bowl.” He could also identify objects by using other senses, such as touch or smell. For example, after visually examining a candle, he reported that it was a “long object.” Upon touching it, he labeled it a “crayon”; after smelling it, he corrected himself and responded with “candle.” Thus, his deficit was modality specific, confined to his visual system.

کمبود G.S نشان دهنده ناتوانی در بازیابی برچسب‌های کلامی‌اشیا نیست. هنگامی‌که از او خواسته شد نام یک شی گرد و چوبی را که در آن کاهو، گوجه فرنگی و خیار مخلوط شده است نام ببرید، او با «کاسه سالاد» پاسخ داد. او همچنین می‌توانست با استفاده از حواس دیگر مانند لامسه یا بویایی اشیاء را شناسایی کند. به عنوان مثال، او پس از بررسی چشمی‌یک شمع، گزارش داد که آن یک “شیء بلند” است. پس از دست زدن به آن، برچسب “مداد رنگی” را بر آن زد. پس از استشمام آن، خود را اصلاح کرد و با «شمع» پاسخ داد. بنابراین، نقص او مختص به روش بود و محدود به سیستم بینایی او بود.

G.S. had even more difficulty recognizing objects in photographs. When shown and asked to name a picture of a combination lock, he initially failed to respond, looking at the picture with a puzzled expression. When prodded, he noted the round shape. Interestingly, while viewing the picture, he kept twirling his fingers, pantomiming the actions of opening a combination lock. When asked about this, he said it was a nervous habit. Further prompted by experimenters to provide more details or to make a guess, G.S. said the picture was of a telephone (he was referring to a rotary dial telephone, which was commonly used at the time). He remained adamant about this, even after he was informed that it was not a picture of a telephone. Finally, the experimenter asked him whether the object in the picture was a telephone, a lock, or a clock. By this time, convinced it was not a telephone, he responded with “clock.” Then, after a look at his fingers, he proudly 6.1 Computational announced, “It’s a lock, a combination lock.”

جی.اس. حتی در شناسایی اشیاء در عکس‌ها بیشتر به مشکل برخورد. وقتی از او خواسته شد تا نام یک عکس از یک قفل ترکیبی را بیان کند، در ابتدا پاسخ نداد و با چهره‌ای متعجب به عکس نگاه کرد. وقتی مورد پرسش قرار گرفت، به شکل دایره‌ای اشاره کرد. جالب اینجاست که در حالی که به عکس نگاه می‌کرد، دستانش را می‌چرخاند و عمل باز کردن یک قفل ترکیبی را تقلید می‌کرد. وقتی از او در مورد این رفتار سوال شد، گفت که این یک عادت عصبی است. با توجه به تحریک بیشتر آزمایشگران برای ارائه جزئیات بیشتر یا حدس زدن، جی.اس. گفت که عکس یک تلفن است (او به تلفن‌های گردان اشاره داشت که در آن زمان به طور رایج استفاده می‌شد). او به این موضوع پافشاری کرد، حتی پس از اینکه به او گفته شد که این عکس یک تلفن نیست. در نهایت، آزمایشگر از او پرسید که آیا شیء در عکس یک تلفن، یک قفل، یا یک ساعت است. تا آن زمان، با این اعتقاد که این یک تلفن نیست، او با گفتن “ساعت” پاسخ داد. سپس، پس از نگاهی به دستانش، با افتخار اعلام کرد، “این یک قفل است، یک قفل ترکیبی.”

G.S.’s actions were telling. Even though his eyes and optic nerve functioned normally, he could not Problems in Object recognize an object that he was looking at. In other Recognition words, sensory information was entering his visual system normally, and information about the components of an object in his visual field was being processed. He could differentiate and identify colors, lines, and shapes. He knew the names of objects and what they were for, so his memory was fine. In addition, when viewing the image of a lock, G.S.’s choice of a telephone was not random. He had perceived the numeric markings around the lock’s circumference, a feature found on rotary-dial telephones.

اقدامات G.S. گفتنی بود. اگرچه چشم‌ها و عصب بینایی او به طور طبیعی کار می‌کردند، او نمی‌توانست یک شیء را که به آن نگاه می‌کرد شناسایی کند. به عبارت دیگر، اطلاعات حسی به طور طبیعی به سیستم بینایی او وارد می‌شد و اطلاعات مربوط به اجزای یک شیء در میدان دید او پردازش می‌شد. او می‌توانست رنگ‌ها، خطوط و اشکال را تمییز دهد و شناسایی کند. او نام‌های اشیاء و کاربردهای آن‌ها را می‌دانست، بنابراین حافظه‌اش خوب بود. به علاوه، هنگامی‌که تصویر یک قفل را مشاهده می‌کرد، انتخاب تلفن G.S. تصادفی نبود. او نشانه‌های عددی را که در اطراف محیط قفل وجود داشت، یک ویژگی که در تلفن‌های چرخ‌دنده‌ای پیدا می‌شود، درک کرده بود.

G.S.’s finger twirling indicated that he knew more about the object in the picture than his erroneous statement that it was a telephone suggested. In the end, his hand motion gave him the answer-G.S. had let his fingers do the talking. Although his visual system perceived the parts, and he understood the function of the object he was looking at, G.S. could not put all of that information together to recognize the object. G.S. had a type of visual agnosia.

چرخش انگشت G.S نشان می‌داد که او در مورد شی موجود در تصویر بیشتر از اظهارات اشتباه خود مبنی بر اینکه تلفن است می‌داند. در نهایت حرکت دستش جواب او را داد-G.S. اجازه داده بود انگشتانش حرف بزنند. اگرچه سیستم بینایی او قسمت‌ها را درک می‌کرد و عملکرد جسمی‌را که به آن نگاه می‌کرد درک می‌کرد، G.S نمی‌توانست همه آن اطلاعات را کنار هم قرار دهد تا شی را تشخیص دهد. G.S نوعی آگنوزی بینایی داشت.

In the previous chapter we saw how visual signals arising from objects and scenes in the external world are analyzed as edges, shapes, and colors. In this chapter we explore how the brain combines these low-level inputs into high-level, coherent percepts. As we will see, the act of perceiving also touches on memory: To recognize a photograph of your mother requires a correspondence between the current percept and an internal representation of previously viewed images of your mother.

در فصل قبل دیدیم که چگونه سیگنال‌های بصری ناشی از اشیاء و صحنه‌های دنیای بیرونی به‌عنوان لبه‌ها، اشکال و رنگ‌ها تحلیل می‌شوند. در این فصل به بررسی این موضوع می‌پردازیم که چگونه مغز این ورودی‌های سطح پایین را در ادراکات سطح بالا و منسجم ترکیب می‌کند. همانطور که خواهیم دید، عمل ادراک بر حافظه نیز تأثیر می‌گذارد: برای تشخیص عکسی از مادرتان نیاز به مطابقت بین ادراک فعلی و بازنمایی درونی تصاویری که قبلاً از مادرتان دیده شده است.

We begin this chapter with a discussion of some of the computational problems that the object recognition system has to solve and how they relate to the cortical real estate involved in object recognition. Then we address the question of how neuronal activity encodes perceptual information, turning to an exciting literature in which researchers put object recognition theories to the test by trying to predict what a person is viewing simply by looking at patterns of neuronal activity or correlates of this activity-the 21st-century version of mind reading. With these foundations in hand, we delve into the fascinating world of category-specific recognition problems and their implications for models of object recognition. We conclude the chapter by considering what the deficits of patients with special types of agnosia tell us about perception.

ما این فصل را با بحث در مورد برخی از مشکلات محاسباتی که سیستم تشخیص شی باید حل کند و نحوه ارتباط آنها با املاک قشری درگیر در تشخیص شی آغاز می‌کنیم. سپس به این سؤال می‌پردازیم که چگونه فعالیت عصبی اطلاعات ادراکی را رمزگذاری می‌کند، و به ادبیات هیجان انگیزی روی می‌آوریم که در آن محققان با تلاش برای پیش بینی آنچه که یک فرد می‌بیند، صرفاً با مشاهده الگوهای فعالیت عصبی یا همبستگی‌های این فعالیت – نسخه قرن بیست و یکم ذهن خوانی، تئوری‌های تشخیص اشیا را مورد آزمایش قرار می‌دهند. با در دست داشتن این مبانی، ما به دنیای شگفت‌انگیز مشکلات تشخیص دسته‌بندی خاص و پیامدهای آن‌ها برای مدل‌های تشخیص شی می‌پردازیم. ما فصل را با در نظر گرفتن آنچه که کمبود بیماران مبتلا به انواع خاص آگنوزیا در مورد ادراک به ما می‌گوید، به پایان می‌رسانیم.

۶.۱ Computational Problems in Object Recognition

۶.۱ مشکلات محاسباتی در تشخیص اشیاء

When thinking about object recognition, there are four major concepts to keep in mind.

هنگام فکر کردن در مورد تشخیص اشیا، چهار مفهوم اصلی وجود دارد که باید در ذهن داشته باشید.

۱. Use terms precisely. At a fundamental level, cases like that of patient G.S. force researchers to be precise when using terms like perceive or recognize. G.S. could see the pictures, yet he failed to perceive or recognize them. Distinctions like these constitute a core issue in cognitive neuroscience, highlighting the limitations of the language used in everyday descriptions of thinking. Such distinctions are relevant in this chapter, and they will reappear when we turn to problems of attention and memory in Chapters 7 and 9.

۱. از اصطلاحات دقیقا استفاده کنید. در یک سطح اساسی، مواردی مانند بیمار G.S، محققان را مجبور می‌کند هنگام استفاده از عباراتی مانند درک یا تشخیص دقیق باشند. G.S می‌توانست تصاویر را ببیند، اما نتوانست آنها را درک یا تشخیص دهد. تمایزاتی مانند اینها یک مسئله اصلی در علوم اعصاب شناختی را تشکیل می‌دهد و محدودیت‌های زبان مورد استفاده در توصیفات روزمره تفکر را برجسته می‌کند. چنین تمایزاتی در این فصل مرتبط است و زمانی که به مشکلات توجه و حافظه در فصل‌های ۷ و ۹ بپردازیم، دوباره ظاهر خواهند شد.

۲. Object perception is unified. Although our sensory systems use a divide-and-conquer strategy (as we saw in Chapter 5), our perception of objects is unified. Features like color and motion are processed along distinct neural pathways. Perception, however, requires more than simply perceiving the features of objects. For instance, when gazing at the northern coastline of San Francisco (Figure 6.1), we do not see just blurs of color floating among a sea of various shapes. Instead, our percepts are of the deep-blue water of the bay, the peaked towers of the Golden Gate Bridge, and the silver skyscrapers of the city.

۲. ادراک شی یکپارچه است. اگرچه سیستم‌های حسی ما از یک استراتژی تقسیم کن و حکومت کن (همانطور که در فصل ۵ دیدیم) استفاده می‌کنند، ادراک ما از اشیا یکپارچه است. ویژگی‌هایی مانند رنگ و حرکت در طول مسیرهای عصبی متمایز پردازش می‌شوند. با این حال، ادراک به چیزی بیش از درک ویژگی‌های اشیاء نیاز دارد. به عنوان مثال، هنگامی‌که به خط ساحلی شمالی سانفرانسیسکو خیره می‌شویم (شکل ۶.۱)، ما فقط تاری رنگ را نمی‌بینیم که در میان دریایی با اشکال مختلف شناور است. در عوض، تصور ما از آب آبی عمیق خلیج، برج‌های اوج پل گلدن گیت و آسمان خراش‌های نقره ای شهر است.

۳. Perceptual capabilities are enormously flexible and robust. The city vista looks the same whether we view it with both eyes or with only the left or the right eye. Changing our position on a San Francisco hill- side may reveal the expanse of Golden Gate Park or present a view in which a building occludes most of the park, yet despite this variation in sensory input, we readily recognize that we are looking at the same city. Indeed, the percept remains stable even if we stand on our head and the retinal image is inverted.

۳. قابلیت‌های ادراکی بسیار انعطاف پذیر و قوی هستند. چشم انداز شهر چه با هر دو چشم و چه فقط با چشم چپ یا راست یکسان به نظر می‌رسد. تغییر موقعیت ما در دامنه تپه سانفرانسیسکو ممکن است وسعت پارک گلدن گیت را نشان دهد یا منظره ای را ارائه دهد که در آن یک ساختمان بیشتر پارک را مسدود می‌کند، اما با وجود این تنوع در ورودی حسی، ما به راحتی تشخیص می‌دهیم که به همان شهر نگاه می‌کنیم. در واقع، حتی اگر روی سرمان بایستیم و تصویر شبکیه معکوس شود، ادراک ثابت می‌ماند.

۴. The product of perception is intimately interwoven with memory. Object recognition is more than linking features to form a coherent whole; that whole triggers memories. Those of us who have spent many hours roaming the hills around San Francisco Bay recognize that the pictures in Figure 6.1 were taken from the Marin headlands just north of the city. Even if you have never been to San Francisco, when you look at these pictures, there is interplay between perception and memory. Indeed, part of memory retrieval is recognizing that things belong to certain categories. For the traveler arriving from Australia, the first view of San Francisco is likely to evoke comparisons to Sydney; for the first-time tourist from Kansas, the vista may be so unusual that she recognizes it as such: a place unlike any other that she has seen.

۴. محصول ادراک به طور تنگاتنگی با حافظه آمیخته شده است. تشخیص شی چیزی بیش از پیوند دادن ویژگی‌ها برای تشکیل یک کل منسجم است. که کل باعث ایجاد خاطرات می‌شود. آنهایی از ما که ساعت‌های زیادی را صرف پرسه زدن در تپه‌های اطراف خلیج سانفرانسیسکو کرده‌ایم، متوجه می‌شویم که عکس‌های شکل ۶.۱ از کوهستان‌های مارین درست در شمال شهر گرفته شده‌اند. حتی اگر هرگز به سانفرانسیسکو نرفته اید، وقتی به این تصاویر نگاه می‌کنید، بین ادراک و حافظه تداخلی وجود دارد. در واقع، بخشی از بازیابی حافظه، تشخیص این است که چیزها به دسته‌های خاصی تعلق دارند. برای مسافری که از استرالیا می‌آید، اولین نمای سانفرانسیسکو احتمالاً تداعی کننده مقایسه سیدنی است. برای اولین بار توریستی از کانزاس، چشم انداز ممکن است آنقدر غیرمعمول باشد که او آن را به این شکل تشخیص دهد: مکانی که شبیه هر مکان دیگری نیست که دیده است.

FIGURE 6.1 Our view of the world depends on our vantage point. These two photographs are of the same scene, but taken from two different positions and under two different conditions. Each vantage point reveals new views of the scene, including objects that were obscured from the other vantage point. Moreover, the colors change, depending on the time of day and weather. Despite this variability, we easily recognize that both photo- graphs are of the Golden Gate Bridge, with San Francisco in the distance.

شکل ۶.۱ نگاه ما به جهان به نقطه نظر ما بستگی دارد. این دو عکس از یک صحنه هستند، اما از دو موقعیت متفاوت و در دو شرایط متفاوت گرفته شده‌اند. هر نقطه دید نماهای جدیدی از صحنه را نشان می‌دهد، از جمله اشیایی که از نقطه دید دیگر پنهان شده بودند. علاوه بر این، رنگ‌ها بسته به زمان روز و آب و هوا تغییر می‌کنند. با وجود این تنوع، ما به راحتی تشخیص می‌دهیم که هر دو عکس مربوط به پل گلدن گیت هستند که سانفرانسیسکو در دوردست قرار دارد.

Object constancy refers to our amazing ability to recognize an object in countless situations. Figure 6.2a shows four drawings of an automobile that have little in common with respect to sensory information reaching the eye. Yet we have no problem identifying the object in each picture as a car, and discerning that all four cars are the same model. The visual information emanating from an object varies as a function of three factors: viewing position, illumination conditions, and context.

ثبات شی به توانایی شگفت انگیز ما در تشخیص یک شی در موقعیت‌های بی شمار اشاره دارد. شکل ۶.2a چهار نقاشی از یک خودرو را نشان می‌دهد که با توجه به اطلاعات حسی که به چشم می‌رسد اشتراکات کمی‌دارند. با این حال، ما هیچ مشکلی نداریم که شیء موجود در هر تصویر را به عنوان یک ماشین تشخیص دهیم، و تشخیص دهیم که هر چهار اتومبیل یک مدل هستند. اطلاعات بصری ناشی از یک شی به عنوان تابعی از سه عامل متفاوت است: موقعیت دید، شرایط نور و زمینه.

۱. Viewing position. Sensory information depends highly on your viewpoint, which changes not only as you view an object from different angles, but also when the object itself moves and thus changes its orientation relative to you. When your dog rolls over, or you call him to fetch a treat, your interpretation of the object (the dog) remains the same despite the radical changes in the visual information hitting your retina and the projection of that information to the brain.

۱. موقعیت مشاهده. اطلاعات حسی به شدت به دیدگاه شما بستگی دارد، که نه تنها با مشاهده یک شی از زوایای مختلف، بلکه همچنین زمانی که خود جسم حرکت می‌کند و بنابراین جهت گیری خود را نسبت به شما تغییر می‌دهد، تغییر می‌کند. وقتی سگ شما غلت می‌زند، یا او را صدا می‌زنید تا یک خوراکی بیاورد، با وجود تغییرات اساسی در اطلاعات بصری که به شبکیه چشم شما برخورد می‌کند و آن اطلاعات به مغز می‌رسد، تفسیر شما از شی (سگ) یکسان باقی می‌ماند.

The human perceptual system is adept at separating changes caused by shifts in viewpoint from changes intrinsic to an object itself. Many visual illusions exploit this ability, taking advantage of the fact that the brain uses its experience to make assumptions about a visual scene. For example, the Ames room illusion produces bizarre distortions in our perception of size (Figure 6.3). Because we assume that the room is rectangular with a flat ceiling, we perceive the distance to the back wall and the height of the room to be constants. Even when we are informed that the back wall and ceiling are slanted, creating a trapezoidal room, the illusion persists. The perceptual system automatically uses many sensory cues and past knowledge to maintain object constancy.

سیستم ادراکی انسان در تفکیک تغییرات ناشی از تغییر دیدگاه از تغییرات ذاتی به خود یک شی ماهر است. بسیاری از توهمات بصری از این توانایی سوء استفاده می‌کنند و از این واقعیت استفاده می‌کنند که مغز از تجربه خود برای ایجاد فرضیاتی در مورد یک صحنه بصری استفاده می‌کند. به عنوان مثال، توهم اتاق ایمز تحریف‌های عجیبی را در درک ما از اندازه ایجاد می‌کند (شکل ۶.۳). از آنجایی که اتاق را مستطیل شکل با سقفی صاف فرض می‌کنیم، فاصله تا دیوار پشتی و ارتفاع اتاق را ثابت می‌بینیم. حتی زمانی که به ما اطلاع می‌دهند که دیوار پشتی و سقف شیبدار هستند و یک اتاق ذوزنقه‌ای شکل ایجاد می‌کنند، این توهم پابرجاست. سیستم ادراکی به طور خودکار از بسیاری از نشانه‌های حسی و دانش گذشته برای حفظ ثبات شی استفاده می‌کند.

FIGURE 6.2 Object constancy.
(a) The image on the retina is vastly different for each of these four drawings of a car. (b) Other sources of variation in sensory input include shadows and occlusion (where one object is in front of another). Despite this sensory variability, we rapidly recognize the objects and can judge whether pictures depict the same object or different objects.

شکل ۶.۲ ثبات شی.
(الف) تصویر روی شبکیه چشم برای هر یک از این چهار نقاشی یک ماشین بسیار متفاوت است. (ب) دیگر منابع تغییر در ورودی حسی شامل سایه‌ها و انسداد (جایی که یک شی در مقابل دیگری قرار دارد) است. علیرغم این تنوع حسی، ما به سرعت اشیا را تشخیص می‌دهیم و می‌توانیم قضاوت کنیم که آیا تصاویر یک شی یا اشیاء متفاوت را به تصویر می‌کشند.

FIGURE 6.3 Ames room.
(a) When we view people in an Ames room, our visual system assumes that the walls are parallel, the floor is flat, and the “squares” on the floor actually are square. Given these viewpoint assumptions, we experience the illusion that the people are of different sizes. (b) The structural design of the Ames room.

شکل ۶.۳ اتاق ایمز.
(الف) هنگامی‌که ما افراد را در یک اتاق ایمز مشاهده می‌کنیم، سیستم بینایی ما فرض می‌کند که دیوارها موازی هستند، کف صاف است، و “مربع‌ها” روی زمین در واقع مربع هستند. با توجه به این مفروضات دیدگاه، ما این توهم را تجربه می‌کنیم که افراد اندازه‌های متفاوتی دارند. (ب) طراحی ساختاری اتاق ایمز.

۲. Illumination. While the visible parts of an object may differ depending on how light hits it and where shadows are cast (Figure 6.2b), recognition is largely insensitive to changes in illumination. A dog in the sun and a dog in the shade both register as a dog.

۲. روشنایی. در حالی که ممکن است قسمت‌های قابل مشاهده یک جسم بسته به نحوه برخورد نور و محل ایجاد سایه‌ها متفاوت باشد (شکل ۶.2b)، تشخیص تا حد زیادی نسبت به تغییرات در روشنایی حساس نیست. سگ در آفتاب و سگ در سایه هر دو به عنوان سگ ثبت می‌شوند.

۳. Context. Objects are rarely seen in isolation. People see objects surrounded by other objects and against varied backgrounds. Yet we have no trouble separating a dog from other objects on a crowded city street, even when the dog is partially obstructed by pedestrians, trees, and hydrants. Our perceptual system quickly partitions the scene into components.

۳. زمینه. اشیاء به ندرت به صورت مجزا دیده می‌شوند. مردم اجسامی‌را می‌بینند که توسط اشیاء دیگر احاطه شده اند و در پس زمینه‌های مختلف قرار دارند. با این حال، ما هیچ مشکلی برای جدا کردن سگ از اشیاء دیگر در یک خیابان شلوغ شهر نداریم، حتی زمانی که سگ تا حدی توسط عابران پیاده، درختان و شیرهای شیر مسدود شده باشد. سیستم ادراکی ما به سرعت صحنه را به اجزاء تقسیم می‌کند.

Object recognition must accommodate these three sources of variability. But the system also has to recognize that changes in perceived shape may reflect actual changes in the object. Object recognition must be both general enough to support object constancy and specific enough to pick out slight differences between members of a category or class.

تشخیص شی باید این سه منبع تنوع را در خود جای دهد. اما سیستم همچنین باید تشخیص دهد که تغییرات در شکل درک شده ممکن است منعکس کننده تغییرات واقعی در جسم باشد. تشخیص شی باید به اندازه کافی عمومی‌باشد تا از ثبات شی پشتیبانی کند و به اندازه کافی خاص باشد تا تفاوت‌های جزئی بین اعضای یک دسته یا کلاس مشخص شود.

TAKE-HOME MESSAGES

پیام‌های کلیدی

▪️ Sensation, perception, and recognition are distinct phenomena.

▪️ احساس، ادراک و شناخت پدیده‌های متمایز هستند.

▪️ Object constancy is the ability to recognize objects in countless situations, despite variation in the physical stimulus.

▪️ ثبات اشیاء توانایی تشخیص اشیاء در موقعیت‌های بی شمار، علیرغم تنوع در محرک فیزیکی است.

۶.۲ Multiple Pathways for Visual Perception

۶.۲ چندین مسیر برای ادراک بصری

The pathways carrying visual information from the retina to the first few synapses in the cortex clearly segregate into multiple processing streams. Much of the information goes to the primary visual cortex, also called V1 or striate cortex (Chapter 5; see Figures 5.23 and 5.26), located in the occipital lobe.

مسیرهایی که اطلاعات بصری را از شبکیه به چند سیناپس اول در قشر می‌رسانند، به وضوح به جریان‌های پردازشی متعددی تقسیم می‌شوند. بسیاری از اطلاعات به قشر بینایی اولیه می‌رود که V1 یا قشر مخطط نیز نامیده می‌شود (فصل ۵؛ به شکل ۵.۲۳ و ۵.۲۶ مراجعه کنید)، واقع در لوب پس سری.

Output from V1 is contained primarily in two major fiber bundles, or fasciculi, which carry visual information to regions of the parietal and temporal cortex (seen in the “Anatomical Orientation” box on p. 227) that are involved in visual object recognition. Figure 6.4 shows that the superior longitudinal fasciculus takes a dorsal path from the striate cortex and other visual areas, terminating mostly in the posterior regions of the parietal lobe. The inferior longitudinal fasciculus follows a ventral route from the occipital striate cortex into the temporal lobe. These two pathways are referred to as the ventral (occipitotemporal) stream and the dorsal (occipitoparietal) stream.

خروجی V1 اساساً در دو دسته فیبر اصلی یا فاسیکول وجود دارد که اطلاعات بصری را به مناطقی از قشر آهیانه‌ای و گیجگاهی منتقل می‌کند (در کادر “جهت تشریحی” در صفحه ۲۲۷ مشاهده می‌شود) که در تشخیص جسم بصری نقش دارند. شکل ۶.۴ نشان می‌دهد که فاسیکلوس طولی فوقانی یک مسیر پشتی از قشر مخطط و سایر نواحی بینایی را طی می‌کند و بیشتر به نواحی خلفی لوب آهیانه‌ای ختم می‌شود. فاسیکلوس طولی تحتانی یک مسیر شکمی‌را از قشر مخطط اکسیپیتال به سمت لوب تمپورال دنبال می‌کند. این دو مسیر به عنوان جریان شکمی‌(اکسیپیتوتمپورال) و جریان پشتی (اکسیپیتوپاریتال) نامیده می‌شوند.

This anatomical separation of information-carrying fibers from the visual cortex to two separate regions of the brain raises some questions. What are the different properties of processing within the ventral and dorsal streams? How do they differ in their representation of the visual input? How does processing within these two streams interact to support object perception?

این جداسازی آناتومیکی الیاف حامل اطلاعات از قشر بینایی به دو ناحیه مجزا از مغز سوالاتی را ایجاد می‌کند. خواص مختلف پردازش در جریان شکمی‌و پشتی چیست؟ چگونه آنها در نمایش آنها از ورودی بصری متفاوت هستند؟ پردازش در این دو جریان چگونه برای پشتیبانی از ادراک شی تعامل می‌کند؟

ANATOMICAL ORIENTATION
Anatomy of Object Recognition

جهت گیری آناتومیک
آناتومی تشخیص ابژه

Specific regions of the brain are used for distinct types of object recognition. The parahippocampal area and posterior parietal cortex process information about places and scenes. Multiple regions are involved in face recognition, including the fusiform gyrus and the superior temporal sulcus, while the task of recognizing other body parts falls to areas within the lateral occipital and posterior inferior temporal cortex.

مناطق خاصی از مغز برای انواع متمایز تشخیص اشیا استفاده می‌شود. ناحیه پاراهیپوکامپ و قشر آهیانه‌ای خلفی اطلاعات مکان‌ها و صحنه‌ها را پردازش می‌کند. نواحی متعددی در تشخیص چهره نقش دارند، از جمله شکنج دوکی شکل و شیار گیجگاهی فوقانی، در حالی که وظیفه تشخیص سایر اعضای بدن به نواحی درون پس سری جانبی و قشر گیجگاهی تحتانی خلفی مربوط می‌شود.

The “What” and “Where” Pathways

مسیرهای “چه” و “کجا”.

To address the first of these questions, Leslie Ungerleider and Mortimer Mishkin at the National Institutes of Health (1982) proposed that processing along these two pathways is designed to extract fundamentally different types of information. They hypothesized that the ventral stream is specialized for object perception and recognition—for determining what we’re looking at. The dorsal stream is specialized for spatial perception—for determining where an object is–and for analyzing the spatial configuration between different objects in a scene. “What” and “where” are the two basic questions to be answered in visual perception. To respond appropriately, we must (a) recognize what we’re looking at and (b) know where it is.

برای پرداختن به اولین سوال، لزلی آنگرلیدر و مورتیمر میشکین در مؤسسه ملی بهداشت (۱۹۸۲) پیشنهاد کردند که پردازش در طول این دو مسیر برای استخراج انواع مختلف اطلاعات طراحی شده است. آنها این فرضیه را مطرح کردند که جریان شکمی‌برای درک و تشخیص اشیاء تخصصی است – برای تعیین آنچه ما به آن نگاه می‌کنیم. جریان پشتی برای ادراک فضایی – برای تعیین مکان یک شی – و برای تجزیه و تحلیل پیکربندی فضایی بین اشیاء مختلف در یک صحنه تخصصی است. «چه» و «کجا» دو سؤال اساسی هستند که در ادراک بصری باید به آنها پاسخ داد. برای پاسخگویی مناسب، باید (الف) آنچه را که به آن نگاه می‌کنیم بشناسیم و ب) بدانیم کجاست.

FIGURE 6.4 The major object recognition pathways.
(a) The longitudinal fasciculus, shown here in shades of purple. (b) The ventral “what” pathway terminates in the inferior temporal cortex, and the dorsal “where” pathway terminates in the posterior parietal cortex.

شکل ۶.۴ مسیرهای اصلی تشخیص ابژه.
(الف) فاسیکلوس طولی، که در اینجا در سایه‌های بنفش نشان داده شده است. (ب) مسیر شکمی‌”چه” به قشر گیجگاهی تحتانی ختم می‌شود و مسیر “کجا” پشتی به قشر آهیانه‌ای خلفی ختم می‌شود.

The initial data for the what-where dissociation of the ventral and dorsal streams came from lesion studies in monkeys. Animals with bilateral lesions to the temporal lobe that disrupted the ventral stream had great difficulty discriminating between different shapes-a “what” discrimination (Pohl, 1973). For example, they made many errors while learning that one object, such as a cylinder, was associated with a food reward when paired with another object (e.g., a cube). However, these same animals had no trouble determining where an object was in relation to other objects, because this second ability depends on a “where” computation. The opposite was true for animals with parietal lobe lesions that disrupted the dorsal stream. These animals had trouble determining the location of an object in relation to other objects (“where”) but had no problem discriminating between two similar objects (“what”).

داده‌های اولیه برای تفکیک جریان‌های شکمی‌و پشتی از مطالعات ضایعه در میمون‌ها به دست آمد. حیواناتی که دارای ضایعات دوطرفه در لوب تمپورال بودند که جریان شکمی‌را مختل می‌کردند، در تمایز بین شکل‌های مختلف مشکل زیادی داشتند (Pohl, 1973). به عنوان مثال، آنها اشتباهات زیادی را مرتکب شدند در حالی که متوجه شدند یک شی، مانند یک استوانه، هنگام جفت شدن با یک جسم دیگر (مثلاً یک مکعب) با پاداش غذایی مرتبط است. با این حال، همین حیوانات در تعیین محل قرارگیری یک شی در ارتباط با اشیاء دیگر مشکلی نداشتند، زیرا این توانایی دوم به محاسبه «کجا» بستگی دارد. برعکس برای حیواناتی که ضایعات لوب آهیانه‌ای که جریان پشتی را مختل کرده بودند صادق بود. این حیوانات در تعیین مکان یک شی در رابطه با اشیاء دیگر («کجا») مشکل داشتند، اما مشکلی در تمایز بین دو شی مشابه («چه») نداشتند.

More recent evidence indicates that the separation of “what” and “where” pathways is not limited to the visual system. Studies with various species, including humans, suggest that auditory processing regions are similarly divided into dorsal and ventral pathways. The anterior aspects of primary auditory cortex are specialized for auditory-pattern processing (what is the sound?) and belong to the ventral pathway, and posterior regions are specialized for identifying the spatial location of a sound (where is it coming from?) and make up part of the dorsal pathway (Figure 6.5).

شواهد جدیدتر نشان می‌دهد که جداسازی مسیرهای “چه” و “کجا” به سیستم بینایی محدود نمی‌شود. مطالعات روی گونه‌های مختلف از جمله انسان نشان می‌دهد که مناطق پردازش شنوایی به طور مشابه به مسیرهای پشتی و شکمی‌تقسیم می‌شوند. جنبه‌های قدامی‌قشر شنوایی اولیه برای پردازش الگوی شنوایی (صدا چیست؟) و متعلق به مسیر شکمی‌هستند و نواحی خلفی برای شناسایی مکان فضایی صدا (از کجا می‌آید؟) و بخشی از مسیر پشتی را تشکیل می‌دهند (شکل ۶.۵).

FIGURE 6.5 Hypothesized dorsal and ventral streams in the auditory pathway.
Neurons in the dorsal stream (blue) may preferentially analyze space and motion, whereas those in the ventral stream (pink) may be preferentially involved in auditory-object processing. Note that anterior auditory cortex is part of the ventral stream, and posterior auditory cortex is part of the dorsal stream.

شکل ۶.۵ جریان‌های پشتی و شکمی فرضی در مسیر شنوایی.
نورون‌های موجود در جریان پشتی (آبی) ترجیحاً فضا و حرکت را تجزیه و تحلیل می‌کنند، در حالی که نورون‌های موجود در جریان شکمی‌(صورتی) ممکن است ترجیحاً در پردازش شنوایی-اشیاء دخالت داشته باشند. توجه داشته باشید که قشر شنوایی قدامی‌بخشی از جریان شکمی‌و قشر شنوایی خلفی بخشی از جریان پشتی است.

One particularly clever experiment demonstrated this functional specialization by asking cats to identify the where and what of an auditory stimulus (Lomber & Malhotra, 2008). The cats were trained to perform two different tasks: One task required the animal to locate a sound, and a second task required discriminating between different sound patterns. The researchers then placed thin tubes over the anterior auditory region; through these tubes, a cold liquid could be passed to cool the underlying neural tissue. This procedure temporarily inactivates the targeted tissue, providing a transient lesion (akin to the logic of TMS studies conducted with humans). Cooling resulted in selective deficits in the pat- tern discrimination task but not in the localization task. In a second phase of the study, the tubes were repositioned over the posterior auditory region. This time there was a deficit in the localization task, but not in the pat- tern discrimination task-a neat double dissociation in the same animal.

یک آزمایش ویژه هوشمندانه این تخصص عملکردی را با درخواست از گربه‌ها برای شناسایی مکان و چیستی یک محرک شنیداری نشان داد (Lomber & Malhotra, 2008). گربه‌ها برای انجام دو کار متفاوت آموزش دیدند: یک کار مستلزم یافتن صدا از حیوان بود و وظیفه دوم مستلزم تمایز بین الگوهای مختلف صدا بود. سپس محققان لوله‌های نازکی را روی ناحیه شنوایی قدامی‌قرار دادند. از طریق این لوله‌ها می‌توان یک مایع سرد را برای خنک کردن بافت عصبی زیرین عبور داد. این روش به طور موقت بافت مورد نظر را غیرفعال می‌کند و یک ضایعه گذرا ایجاد می‌کند (مشابه با منطق مطالعات TMS انجام شده با انسان). خنک‌سازی منجر به کسری‌های انتخابی در کار تمایز الگو شد، اما در کار محلی‌سازی نه. در مرحله دوم مطالعه، لوله‌ها روی ناحیه شنوایی خلفی قرار گرفتند. این بار در تکلیف بومی‌سازی کسری وجود داشت، اما در تکلیف تمایز الگو نه – یک تفکیک مضاعف منظم در همان حیوان.

Representational Differences Between the Dorsal and Ventral Streams

تفاوت‌های بازنمایی بین جریان‌های پشتی و شکمی

Neurons in both the temporal and parietal lobes have large receptive fields, but the physiological properties of the neurons within each lobe are quite distinct. Dorsal- stream neurons in the parietal lobe may respond similarly to many different stimuli (Robinson et al., 1978). For example, a parietal neuron recorded in a fully conscious monkey might be activated when a stimulus such as a spot of light is restricted to a small region of space or when the stimulus is a large object that encompasses much of the hemifield.

نورون‌ها در لوب گیجگاهی و آهیانه‌ای دارای میدان‌های دریافتی بزرگی هستند، اما خواص فیزیولوژیکی نورون‌های درون هر لوب کاملاً متمایز است. نورون‌های جریان پشتی در لوب آهیانه‌ای ممکن است به طور مشابه به محرک‌های مختلف پاسخ دهند (رابینسون و همکاران، ۱۹۷۸). به عنوان مثال، یک نورون آهیانه‌ای ثبت شده در یک میمون کاملاً هوشیار ممکن است زمانی فعال شود که محرکی مانند یک نقطه نوری به ناحیه کوچکی از فضا محدود شود یا زمانی که محرک یک جسم بزرگ است که قسمت زیادی از همی‌فیلد را در بر می‌گیرد.

Although 40% of these neurons have receptive fields near the central region of vision (the fovea), the remaining cells have receptive fields that exclude the foveal region. These eccentrically tuned cells are ideally suited for detecting the presence and location of a stimulus, especially one that has just entered the field of view. Recall that, when we examined subcortical visual processing in Chapter 5, we suggested a similar role for the superior colliculus, which also plays an important role in visual attention (discussed in Chapter 7).

اگرچه ۴۰ درصد از این نورون‌ها دارای میدان‌های پذیرنده در نزدیکی ناحیه مرکزی بینایی (فوآ) هستند، سلول‌های باقیمانده دارای میدان‌های پذیرنده هستند که ناحیه فووئال را حذف می‌کنند. این سلول‌هایی که به‌طور غیرعادی تنظیم شده‌اند، برای تشخیص حضور و مکان یک محرک، به‌ویژه محرکی که به تازگی وارد میدان دید شده است، ایده‌آل هستند. به یاد بیاورید که وقتی پردازش بصری زیر قشری را در فصل ۵ مورد بررسی قرار دادیم، نقش مشابهی را برای کولیکولوس برتر پیشنهاد کردیم که نقش مهمی‌در توجه بصری ایفا می‌کند (مورد بحث در فصل ۷).

The response of neurons in the ventral stream of the temporal lobe is quite different (Ito et al., 1995). The receptive fields for these neurons always encompass the fovea, and most of these neurons can be activated by a stimulus that falls within either the left or the right visual field. The disproportionate representation of central vision appears to be ideal for a system devoted to object recognition. We usually look directly at things we wish to identify, thereby taking advantage of the greater acuity of foveal vision.

پاسخ نورون‌ها در جریان شکمی‌لوب تمپورال کاملاً متفاوت است (Ito et al., 1995). میدان‌های دریافتی این نورون‌ها همیشه حفره را در بر می‌گیرند و بیشتر این نورون‌ها می‌توانند توسط محرکی فعال شوند که در میدان بینایی چپ یا راست قرار می‌گیرد. به نظر می‌رسد نمایش نامتناسب دید مرکزی برای سیستمی‌که به تشخیص اشیا اختصاص دارد ایده آل باشد. ما معمولاً مستقیماً به چیزهایی که می‌خواهیم شناسایی کنیم نگاه می‌کنیم و از این طریق از دقت بیشتر دید فووآل استفاده می‌کنیم.

Cells within the visual areas of the temporal lobe have a diverse pattern of selectivity (Desimone, 1991). In the posterior region, earlier in processing, cells show a preference for relatively simple features such as edges. Others, farther along in the processing stream, have a preference for much more complex features, such as human body parts, apples, flowers, or snakes. Recordings from one such cell, located in the inferior temporal (IT) cortex, are shown in Figure 6.6 (Desimone et al., 1984). This cell is most highly activated by the human hand. The first five images in the figure show the response of the cell to various views of a hand. Activity is high regardless of the hand’s orientation and is only slightly reduced when the hand is considerably smaller. The sixth image, of a mitten, shows that the response diminishes if the same shape lacks defining fingers.

سلول‌های درون نواحی بینایی لوب گیجگاهی دارای الگوی گزینش پذیری متنوعی هستند (دزیمون، ۱۹۹۱). در ناحیه خلفی، در مراحل اولیه پردازش، سلول‌ها برای ویژگی‌های نسبتا ساده مانند لبه‌ها ترجیح می‌دهند. برخی دیگر، دورتر در جریان پردازش، ویژگی‌های بسیار پیچیده تری مانند اعضای بدن انسان، سیب، گل یا مار را ترجیح می‌دهند. ثبت شده از یکی از این سلول‌ها، واقع در قشر گیجگاهی تحتانی (IT)، در شکل ۶.۶ نشان داده شده است (Desimone et al., 1984). این سلول بیشتر توسط دست انسان فعال می‌شود. پنج تصویر اول در شکل، واکنش سلول به نماهای مختلف یک دست را نشان می‌دهد. فعالیت بدون توجه به جهت دست زیاد است و زمانی که دست به طور قابل توجهی کوچکتر باشد، فقط اندکی کاهش می‌یابد. تصویر ششم، از یک دستکش، نشان می‌دهد که اگر همان شکل فاقد انگشتان مشخص باشد، پاسخ کاهش می‌یابد.

FIGURE 6.6 Single-cell recordings from a neuron in the inferior temporal cortex.
Neurons in the IT cortex rarely respond to simple stimuli such as lines or spots of light. Rather, they respond to more complex objects, such as hands. This cell responded weakly to image 6, which did not include the defining fingers.

شکل ۶.۶ ثبت تک سلولی از یک نورون در قشر تمپورال تحتانی.
نورون‌ها در قشر IT به ندرت به محرک‌های ساده مانند خطوط یا نقاط نور پاسخ می‌دهند. بلکه به اشیاء پیچیده تری مانند دست‌ها پاسخ می‌دهند. این سلول به تصویر ۶ که شامل انگشتان تعیین کننده نبود، ضعیف پاسخ داد.

Perception for Identification Versus Perception for Action

ادراک برای شناسایی در مقابل ادراک برای عمل

Patient studies offer more support for a dissociation of “what” and “where” processing. As we will see in Chapter 7, the parietal cortex is central to spatial attention. Lesions of this lobe can also produce severe disturbances in the ability to represent the world’s spatial layout and the spatial relations of objects within it.

مطالعات بیمار پشتیبانی بیشتری برای تفکیک پردازش «چه» و «کجا» ارائه می‌کند. همانطور که در فصل ۷ خواهیم دید، قشر آهیانه‌ای در مرکز توجه فضایی قرار دارد. ضایعات این لوب همچنین می‌تواند اختلالات شدیدی در توانایی نمایش چیدمان فضایی جهان و روابط فضایی اشیاء درون آن ایجاد کند.

More revealing have been functional dissociations in the performance of patients with agnosia, an inability to process sensory information even though the sense organs and memory are not defective. The term agnosia was coined by Sigmund Freud, who derived it from the Greek a- (“without”) and gnosis (“knowledge”). To be agnosic means to experience a failure of knowledge or recognition of objects, persons, shapes, sounds, or smells. When the disorder is limited to the visual modality, as with G.S., the syndrome is referred to as a visual agnosia, a deficit in recognizing objects even when the processes for analyzing basic properties such as shape, color, and motion are relatively intact.

آشکارتر تفکیک عملکردی در عملکرد بیماران مبتلا به آگنوزیا، ناتوانی در پردازش اطلاعات حسی حتی اگر اندام‌های حسی و حافظه نقصی نداشته باشند، بوده است. اصطلاح آگنوزیا توسط زیگموند فروید ابداع شد که آن را از یونانی a- (“بدون”) و gnosis (“دانش”) گرفته است. آگنوسیک بودن به معنای تجربه نارسایی در شناخت یا شناخت اشیا، اشخاص، اشکال، صداها یا بوها است. هنگامی‌که این اختلال به حالت بینایی محدود می‌شود، مانند G.S، به این سندرم به عنوان یک آگنوزی بینایی، نقص در تشخیص اشیاء، حتی زمانی که فرآیندهای تجزیه و تحلیل ویژگی‌های اساسی مانند شکل، رنگ و حرکت نسبتاً دست نخورده هستند، یاد می‌شود.

Similarly, people can have an auditory agnosia, perhaps manifested as an inability to recognize music despite normal hearing (see Box 6.1), or agnosias limited to olfaction or somatosensation. The term agnosia is usually used in a modality-specific manner; if the problem is multimodal, it becomes hard to determine whether it is a perceptual problem per se, or more of a memory problem.

به طور مشابه، افراد ممکن است یک آگنوزی شنوایی داشته باشند، که شاید به صورت ناتوانی در تشخیص موسیقی با وجود شنوایی طبیعی (به کادر ۶.۱ مراجعه کنید)، یا آگنوزیا محدود به بویایی یا حس تنی آشکار می‌شود. اصطلاح آگنوزیا معمولاً به شیوه ای خاص به کار می‌رود. اگر مشکل چندوجهی باشد، تعیین اینکه آیا این مشکل فی نفسه یک مشکل ادراکی است یا بیشتر یک مشکل حافظه دشوار می‌شود.

Mel Goodale and David Milner at the University of Western Ontario (1992) described a fascinating pattern of behavior in patient D.F., a 34-year-old woman who had suffered carbon monoxide intoxication from a leaky propane gas heater, resulting in a severe visual agnosia. When asked to name household items, she made errors such as labeling a cup an “ashtray” or a fork a “knife.” She usually gave crude descriptions of a displayed object; for example, a screwdriver was “long, black, and thin.” Picture recognition was even more disrupted. When shown drawings of common objects, D.F. could not identify a single one.

مل گودیل و دیوید میلنر از دانشگاه وسترن انتاریو (۱۹۹۲) یک الگوی رفتاری جذاب را در بیمار D.F.، زنی ۳۴ ساله که دچار مسمومیت با مونوکسید کربن از یک بخاری گاز پروپان نشتی شده بود، توصیف کردند که منجر به آگنوزی شدید بینایی شد. وقتی از او خواسته شد که اقلام خانه را نام ببرد، اشتباهاتی مانند برچسب زدن یک فنجان به عنوان “سیگاری” یا یک چنگال “چاقو” مرتکب شد. او معمولاً توصیفات خامی‌از یک شیء نمایش داده شده ارائه می‌دهد. به عنوان مثال، یک پیچ گوشتی “بلند، سیاه و نازک” بود. تشخیص تصویر حتی بیشتر مختل شد. هنگامی‌که نقشه‌های اشیاء مشترک نشان داده می‌شود، D.F. نتوانست یک مورد را شناسایی کند

D.F.’s deficit could not be attributed to anomia, a problem with naming objects, because whenever an object was placed in her hand, she identified it. Sensory testing indicated that D.F.’s agnosia could not be attributed to a loss of visual acuity: She could detect small, gray targets displayed against a black background. Although her ability to discriminate small differences in hue was abnormal, she correctly identified primary colors.

کسری D.F را نمی‌توان به آنومیا، مشکل در نامگذاری اشیا نسبت داد، زیرا هر زمان که یک شی در دست او قرار می‌گرفت، آن را شناسایی می‌کرد. آزمایش حسی نشان داد که آگنوزی D.F را نمی‌توان به از دست دادن حدت بینایی نسبت داد: او می‌توانست اهداف کوچک و خاکستری را که در پس‌زمینه سیاه نشان داده می‌شوند، شناسایی کند. اگرچه توانایی او در تشخیص تفاوت‌های کوچک در رنگ غیر طبیعی بود، اما او به درستی رنگ‌های اصلی را شناسایی کرد.

Most relevant to our discussion is the dissociation of D.F.’s performance on two tasks, both designed to assess her ability to perceive the orientation of a three- dimensional object. For these tasks, D.F. was asked to view a circular block into which a slot had been cut. The orientation of the slot could be varied by rotating the block. In the explicit matching task, D.F. was given a card and asked simply to orient her hand so that the card would fit into the slot. D.F. failed miserably, for example, orienting the card vertically even when the slot was horizontal (Figure 6.7a). When asked to insert the card into the slot, however, D.F. quickly reached forward and inserted the card (Figure 6.7b). Her performance on this visuomotor task did not depend on tactile feedback that would result when the card contacted the slot; her hand was properly oriented even before she reached the block.

بیشترین ارتباط با بحث ما، تفکیک عملکرد D.F در دو کار است که هر دو برای ارزیابی توانایی او در درک جهت یک شی سه بعدی طراحی شده اند. برای این وظایف، D.F. از او خواسته شد تا یک بلوک دایره ای را که شکافی در آن بریده شده بود، مشاهده کند. جهت شکاف را می‌توان با چرخاندن بلوک تغییر داد. در تکلیف تطبیق صریح، D.F. کارتی به او داده شد و به سادگی از او خواسته شد تا دست خود را به گونه ای جهت دهد که کارت در شکاف قرار گیرد. D.F. برای مثال، جهت دادن کارت به صورت عمودی حتی زمانی که شکاف افقی بود، به طرز بدی شکست خورد (شکل ۶.7a). با این حال، هنگامی‌که از او خواسته شد کارت را در شکاف قرار دهد، D.F. به سرعت به جلو رسید و کارت را وارد کرد (شکل ۶.7b). عملکرد او در این کار بصری-موتور به بازخورد لمسی که هنگام تماس کارت با شکاف ایجاد می‌شود، بستگی ندارد. دست او حتی قبل از رسیدن به بلوک به درستی جهت گیری شده بود.

BOX 6.1 \ LESSONS FROM THE CLINIC

The Day the Music Died

کادر ۶.۱ \ دروس از کلینیک

روزی که موسیقی مرد

Other sensory modalities besides visual perception con- tribute to object recognition. Distinctive odors enable us to identify thyme and basil. Using touch, we can differentiate between cheap polyester and a fine silk. We depend on sounds, both natural (a baby’s cry) and human-made (a siren), to cue our actions. Failures of object recognition have been documented in these other sensory modalities.

سایر روش‌های حسی به غیر از ادراک بصری به تشخیص شی کمک می‌کنند. بوهای متمایز ما را قادر می‌سازد آویشن و ریحان را تشخیص دهیم. با استفاده از لمس، می‌توانیم بین پلی استر ارزان قیمت و ابریشم خوب تمایز قائل شویم. ما به صداها، هم طبیعی (گریه کودک) و هم ساخته انسان (آژیر)، برای نشان دادن اعمالمان وابسته هستیم. نارسایی‌های تشخیص شی در این روش‌های حسی دیگر ثبت شده‌اند.

As with visual agnosia, a patient has to meet two criteria to be labeled agnosic. First, a deficit in object recognition cannot be secondary to a problem with perceptual processes. For example, to be classified as having auditory agnosia, patients must perform within normal limits on tests of tone detection; that is, the loudness of the tone presented to the patient for detection must fall within a normal range. Second, the deficit in recognizing objects must be restricted to a single modality. For example, a patient who cannot identify environmental sounds such as the ones made by flowing water or jet engines must be able to recognize a picture of a waterfall or an airplane.

مانند آگنوزی بینایی، بیمار باید دو معیار را داشته باشد تا برچسب آگنوزیک داده شود. اولاً، نقص در تشخیص شی نمی‌تواند ثانویه به مشکلی در فرآیندهای ادراکی باشد. برای مثال، برای طبقه‌بندی بیماران به عنوان مبتلایان به آگنوزی شنوایی، باید آزمایش‌های تشخیص تن را در محدوده طبیعی انجام دهند. یعنی بلندی صدایی که برای تشخیص به بیمار ارائه می‌شود باید در محدوده طبیعی قرار گیرد. دوم، کسری در تشخیص اشیا باید به یک روش محدود شود. به عنوان مثال، بیماری که نمی‌تواند صداهای محیطی مانند صداهایی که توسط جریان آب یا موتورهای جت تولید می‌شود را شناسایی کند، باید بتواند تصویر یک آبشار یا هواپیما را تشخیص دهد.

C.N., a 35-year-old nurse, was diagnosed with a left middle cerebral artery aneurysm that required surgery (Peretz et al., 1994). Postoperatively, she immediately complained that her perception of music was deranged. Amusia, or impairment in music abilities, was verified by tests. For example, she could not recognize melodies taken from her personal record collection, nor could she recall the names of 140 popular tunes, including the Canadian national anthem.

C.N.، یک پرستار ۳۵ ساله، با آنوریسم شریان مغزی میانی چپ تشخیص داده شد که نیاز به جراحی دارد (پرتز و همکاران، ۱۹۹۴). پس از عمل، او بلافاصله شکایت کرد که درک او از موسیقی مختل شده است. آموسیا یا اختلال در توانایی‌های موسیقی با آزمایشات تأیید شد. به عنوان مثال، او نمی‌توانست ملودی‌های گرفته شده از مجموعه رکوردهای شخصی خود را تشخیص دهد و همچنین نمی‌توانست نام ۱۴۰ آهنگ محبوب از جمله سرود ملی کانادا را به خاطر بیاورد.

C.N.’s deficit could not be attributed to a problem with long-term memory. She also failed when asked to decide whether two melodies were the same or different. Evidence that the problem was selective to auditory perception was provided by her excellent ability to identify these same songs when shown the lyrics. Similarly, when given the title of a musical piece such as The Four Seasons, C.N. responded that the composer was Vivaldi and could even recall when she had first heard the piece.

کسری C.N را نمی‌توان به مشکل حافظه بلند مدت نسبت داد. او همچنین وقتی از او خواسته شد تصمیم بگیرد که آیا دو ملودی یکسان یا متفاوت هستند، شکست خورد. شواهدی مبنی بر انتخابی بودن مشکل نسبت به ادراک شنیداری با توانایی عالی او در شناسایی همین آهنگ‌ها در هنگام نمایش اشعار ارائه شد. به همین ترتیب، هنگامی‌که عنوان یک قطعه موسیقی مانند The Four Seasons داده می‌شود، C.N. پاسخ داد که آهنگساز ویوالدی است و حتی می‌تواند به یاد بیاورد که اولین بار این قطعه را شنیده است.

Just as interesting as C.N.’s amusia was her absence of problems with other auditory recognition tests. C.N. was able to comprehend and produce speech and to identify environmental sounds such as animal cries, transportation noises, and human voices. Even within the musical domain, C.N. did not have a generalized problem with all aspects of music comprehension. She could detect tones, and she performed as well as normal participants when asked to judge whether two-tone sequences had the same rhythm. Her performance fell to a level of near chance, however, when she had to decide whether the two sequences were the same melody. This dissociation makes it less surprising that, despite her inability to recognize songs, she still enjoyed dancing!

به همان اندازه جالب توجه سی. C.N. قادر به درک و تولید گفتار و شناسایی صداهای محیطی مانند گریه حیوانات، صداهای حمل و نقل و صدای انسان بود. حتی در حوزه موسیقی، C.N. مشکل کلی با تمام جنبه‌های درک موسیقی نداشت. او می‌توانست تن‌ها را تشخیص دهد، و وقتی از شرکت‌کنندگان عادی خواسته شد قضاوت کند که آیا سکانس‌های دو رنگی دارای ریتم یکسان هستند، عملکرد خوبی داشت. با این حال، زمانی که باید تصمیم می‌گرفت که آیا این دو سکانس ملودی یکسانی هستند یا خیر، اجرای او به سطحی از شانس نزدیک شد. این جدایی باعث تعجب کمتری می‌شود که با وجود ناتوانی در تشخیص آهنگ‌ها، او همچنان از رقصیدن لذت می‌برد!

Other cases of domain-specific auditory agnosia have been reported. Many patients have an impaired ability to recognize environmental sounds, and, as with amusia, this deficit is independent of language comprehension problems. In contrast, patients with pure word deafness cannot recognize oral speech, even though they exhibit normal auditory perception for other types of sounds and have normal reading abilities. Such category specificity suggests that auditory object recognition involves several distinct processing systems. Whether the operation of these processes should be defined by content (e.g., verbal versus nonverbal input) or by computations (e.g., words and melodies may vary with regard to the need for part-versus-whole analysis) remains to be seen… or rather heard.

موارد دیگری از آگنوزی شنوایی خاص دامنه گزارش شده است. بسیاری از بیماران توانایی تشخیص صداهای محیطی را مختل می‌کنند و مانند آموزیا، این نقص مستقل از مشکلات درک زبان است. در مقابل، بیماران مبتلا به ناشنوایی کلمه خالص نمی‌توانند گفتار شفاهی را تشخیص دهند، حتی اگر آنها ادراک شنیداری طبیعی را برای انواع دیگر صداها نشان می‌دهند و توانایی خواندن طبیعی دارند. چنین ویژگی دسته بندی نشان می‌دهد که تشخیص شی شنوایی شامل چندین سیستم پردازش متمایز است. اینکه آیا عملکرد این فرآیندها باید با محتوا تعریف شود (مثلاً ورودی کلامی‌در مقابل غیرکلامی) یا محاسباتی (مثلاً کلمات و ملودی‌ها ممکن است با توجه به نیاز به تجزیه و تحلیل جزئی در مقابل کل متفاوت باشند) باید دید… یا بهتر است شنیده شود.

D.F.’s performance can be understood if we consider how orientation information might be used in very different ways, depending on whether it is supporting identification or action. The explicit matching task showed that D.F. could not recognize the orientation of a three-dimensional object; this deficit is indicative of her severe agnosia. Yet when D.F. was asked to insert the card (the action task), her performance clearly indicated that she had processed the orientation of the slot. While shape and orientation information were not available to the processing system for object recognition, they were available for the visuomotor task.

عملکرد D.F را می‌توان درک کرد اگر ما در نظر بگیریم که چگونه اطلاعات جهت گیری ممکن است به روش‌های بسیار متفاوت استفاده شود، بسته به اینکه آیا از شناسایی پشتیبانی می‌کند یا عمل. تکلیف تطبیق صریح نشان داد که D.F. نمی‌تواند جهت یک جسم سه بعدی را تشخیص دهد. این نقص نشان دهنده آگنوزی شدید او است. با این حال زمانی که D.F. از او خواسته شد که کارت را وارد کند (وظیفه عمل)، عملکرد او به وضوح نشان داد که جهت گیری شکاف را پردازش کرده است. در حالی که اطلاعات شکل و جهت برای تشخیص شی در دسترس سیستم پردازشی نبود، اما برای کار بصری حرکتی در دسترس بود.

The “what” system is essential for determining the identity of an object. If the object is familiar, people will recognize it as such; if it is novel, we may compare the percept to stored representations of similarly shaped objects. The “where” system appears to be essential for more than determining the locations of different objects; it is also critical for guiding interactions with these objects.

سیستم «چه» برای تعیین هویت یک شی ضروری است. اگر شیء آشنا باشد، مردم آن را به عنوان چنین تشخیص می‌دهند. اگر جدید باشد، می‌توانیم این ادراک را با بازنمایی‌های ذخیره شده اشیایی با شکل مشابه مقایسه کنیم. به نظر می‌رسد که سیستم “کجا” برای چیزی بیش از تعیین مکان اشیاء مختلف ضروری است. همچنین برای هدایت تعاملات با این اشیاء حیاتی است.

FIGURE 6.7 Dissociation between perception linked to awareness and perception linked to action. (a) The patient performed poorly in the explicit matching task when asked only to match the orientation of the card to that of the slot. (b) In the action task, the patient was instructed to insert the card into the slot. Here, she produced the correct action without hesitation.

شکل ۶.۷ تفکیک بین ادراک مرتبط با آگاهی و ادراک مرتبط با عمل. (الف) زمانی که از بیمار خواسته شد که جهت کارت را با شیار مطابقت دهد، در تکلیف تطبیق صریح ضعیف عمل کرد. (ب) در وظیفه عمل، به بیمار دستور داده شد که کارت را در شکاف قرار دهد. در اینجا، او بدون تردید اقدام صحیح را انجام داد.

D.F.’s performance is an example of how information accessible to action systems can be dissociated from information accessible to knowledge and consciousness. Indeed, Goodale and Milner argued that the dichotomy should be between “what” and “how,” to emphasize that the dorsal visual system provides a strong input to motor systems to compute how a movement should be produced. Consider what happens when you grab a glass of water to drink. Your visual system has factored in where the glass is in relation to your eyes, your head, the table, and the path required to move the water glass directly to your mouth.

عملکرد D.F نمونه‌ای از این است که چگونه اطلاعات قابل دسترسی برای سیستم‌های عمل را می‌توان از اطلاعات در دسترس برای دانش و آگاهی جدا کرد. در واقع، گودیل و میلنر استدلال کردند که دوگانگی باید بین “چه” و “چگونه” باشد، تا تاکید کنند که سیستم بینایی پشتی ورودی قوی به سیستم‌های حرکتی برای محاسبه چگونگی تولید یک حرکت ارائه می‌دهد. در نظر بگیرید که وقتی یک لیوان آب را برای نوشیدن بردارید چه اتفاقی می‌افتد. سیستم بینایی شما محل قرارگیری لیوان را در ارتباط با چشمان، سر، میز و مسیر مورد نیاز برای حرکت مستقیم لیوان آب به سمت دهان شما تعیین کرده است.

Goodale, Milner, and their colleagues later tested D.F. in many studies to explore the neural correlates of this striking dissociation between vision for recognition and vision for action (Goodale & Milner, 2004). Structural MRI scans showed that the carbon monoxide poisoning had resulted in bilateral atrophy that was especially pronounced in the ventral stream, including the lateral occipital cortex (LOC) (T. W. James et al., 2003; Figure 6.8). These regions are consistently activated in healthy individuals when engaged in object recognition tasks. In contrast, when these individuals are shown the same objects but now asked to grasp them, the activation shifts to more anterior regions of the inferior parietal lobe-a pattern also seen when D.F. did this task (Culham et al., 2003). 

گودیل، میلنر و همکارانشان بعداً D.F. در بسیاری از مطالعات برای کشف همبستگی‌های عصبی این تفکیک قابل توجه بین دید برای تشخیص و دید برای عمل (گودل و میلنر، ۲۰۰۴). اسکن‌های MRI ساختاری نشان داد که مسمومیت با مونوکسید کربن منجر به آتروفی دو طرفه شده است که به ویژه در جریان شکمی، از جمله قشر اکسیپیتال جانبی (LOC) مشهود بود (T. W. James et al., 2003؛ شکل ۶.۸). این مناطق به طور مداوم در افراد سالم زمانی که درگیر وظایف تشخیص شی هستند فعال می‌شوند. در مقابل، هنگامی‌که به این افراد همان اشیاء نشان داده می‌شود اما اکنون از آنها خواسته می‌شود آنها را بگیرند، فعال‌سازی به نواحی قدامی‌لوب آهیانه‌ای تحتانی منتقل می‌شود-الگویی که در هنگام D.F نیز دیده می‌شود. این کار را انجام داد (کالهام و همکاران، ۲۰۰۳).

FIGURE 6.8 Ventral-stream lesions compared with the functionally defined lateral occipital cortex in healthy participants.
(a) Reconstruction of D.F.s brain lesion. Lateral views of the left and right hemispheres are shown, as is a ventral view of the underside of the brain (the parietal lesion is not seen in this view). (b) The highlighted regions indicate activation in the lateral occipital cortex (LOC) of neurologically healthy individuals when they are recognizing objects.

شکل ۶.۸ ضایعات جریان شکمی در مقایسه با قشر اکسیپیتال جانبی با عملکرد تعریف شده در شرکت کنندگان سالم.
(الف) بازسازی ضایعه مغزی D.F.s. نماهای جانبی نیمکره چپ و راست و همچنین نمای شکمی‌از قسمت زیرین مغز نشان داده شده است (ضایعه آهیانه‌ای در این نما دیده نمی‌شود). (ب) مناطق برجسته نشان دهنده فعال شدن در قشر اکسیپیتال جانبی (LOC) افراد سالم از نظر عصبی در هنگام تشخیص اشیا هستند.

Other case studies present a similar picture. One patient, J.S., complained that he was unable to see objects, watch TV, or read. He could dress himself, but only if he knew beforehand exactly where his clothes were located. What’s more, he was unable to recognize familiar people by their faces, even though he could identify them by their voices. Oddly enough, however, he was able to walk around the neighborhood without a problem. He also could easily grab objects presented to him at different locations, even though he could not identify the objects (Karnath et al., 2009).

سایر مطالعات موردی تصویر مشابهی را ارائه می‌دهند. یکی از بیماران، J.S.، شکایت کرد که قادر به دیدن اشیا، تماشای تلویزیون یا خواندن نیست. او می‌توانست خودش لباس بپوشد، اما به شرطی که از قبل بداند لباسش دقیقاً کجاست. علاوه بر این، او نمی‌توانست افراد آشنا را از روی چهره آنها تشخیص دهد، حتی اگر می‌توانست آنها را از روی صدایشان تشخیص دهد. اما به طرز عجیبی او توانست بدون مشکل در اطراف محله قدم بزند. او همچنین می‌توانست به راحتی اشیایی را که در مکان‌های مختلف به او ارائه می‌شود، بگیرد، حتی اگر نمی‌توانست اشیاء را شناسایی کند (کارنات و همکاران، ۲۰۰۹).

J.S. was examined with tests similar to those used in the studies of D.F. When shown an object, J.S. performed poorly in describing its size, but he could readily adjust his grip to match the object’s size and pick it up. Or, if shown two flat and irregular shapes, J.S. found it very challenging to say whether they were the same or different, yet he could easily modify his hand shape to pick up o each object. As with D.F., J.S. displayed a compelling dissociation in his abilities for object identification, even though his actions indicated that he “perceived” in exquisite detail the shape and orientation of the objects. MRI scans of J.S.’s brain revealed damage limited to the medial aspect of the ventral occipitotemporal cortex (OTC).

J.S. با تست‌هایی مشابه آزمایش‌های مورد استفاده در مطالعات D.F مورد بررسی قرار گرفت. هنگامی‌که یک شی نشان داده می‌شود، J.S. در توصیف اندازه آن ضعیف عمل کرد، اما او به راحتی می‌توانست چنگش را برای مطابقت با اندازه جسم تنظیم کند و آن را بلند کند. یا اگر دو شکل مسطح و نامنظم نشان داده شود، J.S. گفتن اینکه آیا آنها یکسان یا متفاوت هستند بسیار چالش برانگیز بود، اما او به راحتی می‌توانست شکل دست خود را برای برداشتن هر شی تغییر دهد. مانند D.F.، J.S. یک تفکیک قانع کننده در توانایی‌های خود برای شناسایی اشیا نشان داد، حتی اگر اقدامات او نشان می‌داد که او شکل و جهت اشیاء را با جزئیات عالی “درک” می‌کرد. اسکن‌های MRI از مغز J.S آسیب محدود به بخش داخلی قشر occipitotemporal شکمی‌(OTC) را نشان داد.

Patients like D.F. and J.S. offer examples of single dissociations. Each shows a selective (and dramatic) impairment in using vision to recognize objects while remaining proficient in using vision to perform actions. The opposite dissociation can also be found in the clinical literature: Patients with optic ataxia can recognize objects, yet they cannot use visual information to guide their actions. For instance, when someone with optic ataxia reaches for an object, she doesn’t move directly toward it; rather, she gropes about like a person trying to find a light switch in the dark. Although D.F. had no problem avoiding obstacles when reaching for an object, patients with optic ataxia fail to take obstacles into account as they reach for something (Schindler et al., 2004).

بیمارانی مانند D.F. و J.S. نمونه‌هایی از تفکیک‌های منفرد را ارائه دهید. هر کدام یک اختلال انتخابی (و چشمگیر) را در استفاده از بینایی برای تشخیص اشیا نشان می‌دهند و در عین حال در استفاده از بینایی برای انجام اعمال مهارت دارند. تفکیک مخالف را نیز می‌توان در ادبیات بالینی یافت: بیماران مبتلا به آتاکسی بینایی می‌توانند اشیاء را تشخیص دهند، اما نمی‌توانند از اطلاعات بصری برای هدایت اعمال خود استفاده کنند. به عنوان مثال، هنگامی‌که فردی مبتلا به آتاکسی بینایی به یک شی می‌رسد، مستقیماً به سمت آن حرکت نمی‌کند. در عوض، او مانند کسی که در تاریکی تلاش می‌کند یک کلید روشنایی پیدا کند، غر می‌زند. اگرچه D.F. هنگام دستیابی به یک شی مشکلی برای اجتناب از موانع نداشتند، بیماران مبتلا به آتاکسی بینایی در هنگام دستیابی به چیزی موانع را در نظر نمی‌گیرند (شیندلر و همکاران، ۲۰۰۴).

Their eye movements present a similar loss of spatial knowledge. Saccades may be directed inappropriately and fail to bring the object within the fovea. When tested on the slot task used with D.F. (Figure 6.7), these patients can report the orientation of a visual slot, even though they cannot use this information when inserting an object into the slot. In accord with what researchers expect on the basis of dorsal-ventral dichotomy, optic ataxia is associated with lesions of the parietal cortex.

حرکات چشم آنها از دست دادن دانش فضایی مشابهی را نشان می‌دهد. ساکادها ممکن است به طور نامناسبی هدایت شوند و جسم را به داخل فووآ وارد نکنند. وقتی روی وظیفه اسلات مورد استفاده با D.F آزمایش شد. (شکل ۶.۷)، این بیماران می‌توانند جهت یک شکاف بینایی را گزارش کنند، حتی اگر نمی‌توانند از این اطلاعات هنگام وارد کردن یک شی در شکاف استفاده کنند. مطابق با آنچه محققان بر اساس دوگانگی پشتی-شکمی‌انتظار دارند، آتاکسی بینایی با ضایعات قشر آهیانه‌ای همراه است.

Although these examples are dramatic demonstrations of functional separation of “what” and “where” processing, do not forget that this evidence comes from the study of patients with rare disorders. It is also important to see whether similar principles hold in healthy brains. Lior Shmuelof and Ehud Zohary (2006) designed a study to compare activity patterns in the dorsal and ventral streams in normal participants. The participants viewed video clips of various objects that were being manipulated by a hand. The objects were presented in either the left or right visual field, and the hand approached the object from the opposite visual field. Activation of the dorsal parietal region was driven by the position of the hand. For example, when viewing a right hand reaching for an object in the left visual field, the activation was stronger in the left parietal region. In contrast, activation in ventral OTC was correlated with the position of the object. In a second experiment, the participants were asked either to identify the object or to judge how many fingers were used to grasp the object. Here again, ventral activation was stronger for the object identification task, but dorsal activation was stronger for the finger judgment task.

اگرچه این مثال‌ها نمایش چشمگیری از جداسازی عملکردی پردازش «چه» و «کجا» هستند، فراموش نکنید که این شواهد از مطالعه بیماران مبتلا به اختلالات نادر ناشی می‌شود. همچنین مهم است که ببینیم آیا اصول مشابهی در مغزهای سالم وجود دارد یا خیر. Lior Shmuelof و Ehud Zohary (2006) مطالعه ای را برای مقایسه الگوهای فعالیت در جریان پشتی و شکمی‌در شرکت کنندگان عادی طراحی کردند. شرکت کنندگان کلیپ‌های ویدئویی از اشیاء مختلف را که با دست دستکاری می‌شدند مشاهده کردند. اشیاء در میدان دید چپ یا راست نمایش داده می‌شدند و دست از میدان دید مخالف به جسم نزدیک می‌شد. فعال شدن ناحیه آهیانه‌ای پشتی توسط موقعیت دست انجام می‌شود. به عنوان مثال، هنگام مشاهده دست راست که به سمت یک شی در میدان دید چپ می‌رود، فعال‌سازی در ناحیه آهیانه‌ای چپ قوی‌تر بود. در مقابل، فعال سازی در OTC شکمی‌با موقعیت جسم مرتبط بود. در آزمایش دوم، از شرکت کنندگان خواسته شد یا شیء را شناسایی کنند یا قضاوت کنند که چند انگشت برای گرفتن شیء استفاده شده است. در اینجا دوباره، فعال سازی شکمی‌برای کار شناسایی شی قوی تر بود، اما فعال سازی پشتی برای کار قضاوت انگشت قوی تر بود.

In sum, the what-where or what-how dichotomy offers a functional account of two computational goals of higher visual processing. This distinction is best viewed as heuristic rather than absolute. The dorsal and ventral streams are not isolated from one another, but rather communicate extensively. Processing within the parietal lobe, the termination of the “where” path- way, serves many purposes. We have focused here on its guiding of action; in Chapter 7 we will see that the parietal lobe also plays a critical role in selective attention, the enhancement of processing at some locations instead of others. Moreover, spatial information can be useful for solving “what” problems. For example, depth cues help segregate a complex scene into its component objects.

در مجموع، دوگانگی چه-کجا یا چه-چگونه شرحی کاربردی از دو هدف محاسباتی پردازش بصری بالاتر ارائه می‌دهد. این تمایز به بهترین وجه به عنوان اکتشافی و نه مطلق دیده می‌شود. جریان‌های پشتی و شکمی‌از یکدیگر جدا نیستند، بلکه به طور گسترده با هم ارتباط برقرار می‌کنند. پردازش در لوب آهیانه‌ای، پایان دادن به مسیر “کجا”، اهداف بسیاری را دنبال می‌کند. ما در اینجا بر هدایت عمل آن تمرکز کرده ایم. در فصل ۷ خواهیم دید که لوب آهیانه‌ای نیز نقش مهمی‌در توجه انتخابی، افزایش پردازش در برخی مکان‌ها به جای مکان‌های دیگر ایفا می‌کند. علاوه بر این، اطلاعات مکانی می‌تواند برای حل مسائل “چه” مفید باشد. به عنوان مثال، نشانه‌های عمق به تفکیک یک صحنه پیچیده به اشیاء اجزای آن کمک می‌کنند.

The rest of this chapter concentrates on object recognition-in particular, the visual system’s assortment of strategies that make use of both dorsal-stream and ventral-stream processing for perceiving and recognizing the world.

بقیه این فصل بر تشخیص اشیا متمرکز است – به ویژه، مجموعه ای از استراتژی‌های سیستم بصری که از پردازش جریان پشتی و جریان شکمی‌برای درک و شناخت جهان استفاده می‌کند.

TAKE-HOME MESSAGES

پیام‌های کلیدی

▪️ The ventral stream, or occipitotemporal pathway, is specialized for object perception and recognition. This is often referred to as the “what” pathway. It focuses on vision for recognition.

▪️جریان شکمی، یا مسیر اکسیپیتوتمپورال، برای درک و تشخیص اشیاء تخصصی است. این اغلب به عنوان مسیر «چه» نامیده می‌شود. بر روی دید برای شناخت تمرکز دارد.

▪️ The dorsal stream, or occipitoparietal pathway, is specialized for spatial perception and is often referred to as the “where” (or “how”) pathway. It focuses on vision for action.

▪️ جریان پشتی، یا مسیر occipitoparietal، برای ادراک فضایی تخصصی است و اغلب به عنوان مسیر «کجا» (یا «چگونه») نامیده می‌شود. روی چشم انداز عمل تمرکز دارد.

▪️Neurons in the parietal lobe have large, nonselective receptive fields that include cells representing both the fovea and the periphery. Neurons in the temporal lobe have large receptive fields that are much more selective and always represent foveal information.

▪️ نورون‌های لوب آهیانه‌ای دارای میدان‌های پذیرنده بزرگ و غیرانتخابی هستند که شامل سلول‌هایی هستند که هم حفره و هم حاشیه را نشان می‌دهند. نورون‌های لوب تمپورال میدان‌های دریافتی بزرگی دارند که بسیار انتخابی‌تر هستند و همیشه اطلاعات فووال را نشان می‌دهند.

▪️ Patients with selective lesions of the ventral pathway may have severe problems in consciously identifying objects, yet they can use the visual information to guide coordinated movement. Thus we see that visual information is used for a variety of purposes.

▪️ بیمارانی که ضایعات انتخابی مسیر شکمی‌دارند ممکن است در شناسایی آگاهانه اشیا مشکلات شدیدی داشته باشند، با این حال می‌توانند از اطلاعات بصری برای هدایت حرکت هماهنگ استفاده کنند. بنابراین می‌بینیم که اطلاعات بصری برای اهداف مختلفی استفاده می‌شود.

▪️ Patients with optic ataxia can recognize objects but cannot use visual information to guide action. Optic ataxia is associated with lesions of the parietal cortex.

▪️ بیماران مبتلا به آتاکسی بینایی می‌توانند اشیاء را تشخیص دهند اما نمی‌توانند از اطلاعات بصری برای هدایت عمل استفاده کنند. آتاکسی بینایی با ضایعات قشر آهیانه‌ای همراه است.

---

---

---

---

---

---

---

---