Intro.- Arquitectura del sistema visual.

Introdución.Procesado de la información en el SVH: las dimensiones de la percepción.
Unidad I. Excursión por el soporte físico.
Intro.Arquitectura del sistema visual.
Tema 1.La retina y los caminos visuales.
La retina: fotorreceptores (conos y bastones, absortancias efectivas,
respuestas Naka-Rushton), cosas por en medio y células ganglionares. Las
células ganglionares y sus proyecciones punto a punto sobre el NGL tienen
básicamente las mismas propiedades: evolución temporal de la frecuencia de
descarga (excitación e inhibición, latencia, índice de transitoriedad);
sensibilidad espacial: definición de campo receptivo (modelo de Rodiek, pero
atención al menos a la diferencia de fase entre las respuestas del centro y la
periferia); centro on y centro off; linealidad espacial (X-like vs Y-like);
sensibilidad espectral (células oponentes y no oponentes); mapa de inputs
(Tipo I, Tipo II, Tipo III: ¿qué es lo que mejor hacen?). Caminos visuales
paralelos: el Magno y el Parvo. Cuadro resumen con las propiedades que
conocemos hasta aquí.
Tema 2.El cortex estriado.
Arquitectura del cortex estriado: capas y subcapas, inputs y proyecciones.
Tipos celulares en 4C, 4C y 4B. Tipos celulares en los blobs: las células
oponentes dobles (cuidado con la definición funcional). Tipos celulares en las
regiones interblob: células simples (selectividad para la frecuencia espacial y la
orientación), células complejas (selectividad para la dirección del movimiento),
test de linealidad. Sensibilidad espacial: gabors con simetría par e impar.
Unidad II. Sensibilidad
Tema 3.Radiancia, luminancia y luminosidad.
Sensibilidad espectral vs espectro de acción. Espectro de acción vs
absortancia: el principio de univariancia. Espectro de acción del SV en nivel
escotópico, Observador Patrón; si se descuentan los medios prereceptoriales,
lo que queda es la absortancia de la rodopsina. Espectros de acción del SV en
nivel fotópico (comparación directa vs fotometría de parpadeo), Observadores
Patrón. Definición de luminancia: ley de Abney, luminosidad vs luminancia;
aditividad de la luminosidad. Nivel mesópico.
Tema 4.Adaptación a la oscuridad: El umbral absoluto.
Sobre la naturaleza probabilística de la detección: definición de umbral
absoluto. Curvas de adaptación a la oscuridad; umbral de conos vs umbral de
bastones; intervalo acromático. El umbral absoluto depende del área y de la
duración: leyes de sumación espacial y temporal. Campimetría. Blanqueo y
regeneración de los pigmentos visuales.
Tema 5.Adaptación a la luz: Umbrales incrementales. Definición de
umbral incremental. Umbral incremental vs fondo en la fovea y en la periferia.
Leyes de adaptación, en particular, la ley de Weber. El umbral incremental vs
longitud de onda en la fovea es tripico. La detección puede ser con o sin color:
intervalo acromático. Como el umbral absoluto, el umbral incremental también
cambia con el área y con la duración; el área y el tiempo de integración son
distintos según que el estímulo se detecte con o sin color. Mecanismos de
adaptación.
Unidad III. Colorimetría, apariencia y discriminación del color.
Intro.Colores relacionados y no relacionados: descriptores perceptuales
del color.
Tema 6.La trivariancia visual: Colorimetría triestímulo.
Metamerismo; leyes de Grassman. Son necesarios y suficientes tres números
para caracterizar un color, por ejemplo, la luminancia, la longitud de onda
dominante, la pureza colorimétrica. Caracterización RGB de un estímulo:
valores triestímulo, funciones de igualación del color; cálculo de los valores
triestímulo a partir de las funciones de igualación. Coordenadas cromáticas:
diagrama cromático, locus espectral, recta de los purpuras.
Tema 7.Colorimetría triestímulo II.
Pero, los primarios y el blanco de referencia pueden ser cualesquiera. Relación
entre los valores triestimulo y la luminancia, relación entre los valores
triestímulo, las coordenadas cromáticas y la luminancia. Vector triestímulo de
un color mezcla. Ecuaciones de cambio de espacio. Ejemplo: el espacio XYZ,
transformación de RGB a XYZ.
Tema 8.Apariencia de los colores aislados.
Relaciones de primer y de segundo orden entre los descriptores y los
parámetros físicos: sobre la luminosidad (ley de Stevens, efecto HelmholtzKohlrausch), sobre el tono (efecto Bezold-Brucke, efecto Aubert-Abney), sobre
el colorido (efecto Hunt).
Tema 9.Apariencia de los colores que forman parte de una escena.
Necesidad de descriptores adicionales: claridad vs luminosidad, croma vs
colorido; el atlas Munsell. El marrón no existe como color aislado. Cambios de
apariencia producidos por habituación y por inducción. Ejemplos ilustrativos:
postimagenes; contraste simultáneo, asimilación vs contraste; efectos
relacionados con el grado de adaptación producido por el nivel de iluminación
(efecto Stevens) y por la iluminación promedio del entorno (efecto BartlesonBreneman). Cambios de apariencia asociados a cambios en la cromaticidad del
iluminante: pares correspondientes. La constancia del color. Una reflexión: ¿es
la inducción el precio de la constancia?.
Tema 10.- Discriminación cromática.
Umbrales de longitud de onda, umbrales de pureza colorimétrica. Elipses de
MacAdam; elipsoides de Brown-MacAdam. Definición de métrica, concepto de
espacio uniforme. Estrategias para juzgar la uniformidad: elipses de
discriminación vs locus de igual tono y de igual croma. En busca de un espacio
uniforme. Adaptación cromática y discriminación.
Tema 11.- La teoría tricromática de la visión del color.
La visión con un pigmento: percepción de la luminosidad. La visión con dos
pigmentos: percepción de color reducida; rectas y centros de confusión. La
visión con tres pigmentos: la percepción del color completa. ¿Qué relación hay
entre los valores triestímulo, RGB, y las respuestas de los conos, LMS?:
funciones de igualación de color vs sensibilidad espectral de los
fundamentales. Pero, si LMS son valores triestímulo, ¿cuales son los primarios
y cual es el blanco de referencia?: transformación de XYZ a LMS. Diagrama de
McLeod-Boynton.
Tema 12.- Requisitos para un modelo realista de la visión del color.
Denominación del tono. El experimento de cancelación del tono. Modelos con
una etapa de conos y una transformación oponente: canales ATD; ¿qué es
imperativo para un modelo con estas características?; ejemplos. Proposición:
las respuestas de los canales ATD deben determinar, de alguna manera, los
descriptores perceptuales. ¿Porqué necesitamos no linealidades, y porqué,
diferentes clases de no linealidades?. ¿Qúe ocurre durante la adaptación
cromática: la interpretación mas simple, Von Kries. Pues hala, peguemos las
piezas y ya tenemos un modelo de apariencia del color: CIELAB, como
ejemplo. Reflexiones sobre el soporte fisiológico de los mecanismos ATD.
Unidad IV. Caracterización del SV en el dominio espaciotemporal.
Tema 13.- Límites de la visión espacial I. Agudezas e hiperagudezas.
Tareas de agudeza visual: Detección, resolución, reconocimiento. Agudeza
visual vs excentricidad. Límites impuestos por el sistema óptico: MTF,
frecuencia de corte, variaciones con la pupila (efecto de las aberraciones),
variaciones con la excentricidad. Límites impuestos por los sucesivos
muestreos en la retina: frecuencia de Nyquist; fotorreceptores vs células
ganglionares, magno vs parvo, variaciones con la excentricidad. Sensibilidad vs
resolución. Hiperagudezas: variaciones con la excentricidad, aumento cortical.
Tema 14.- Límites de la visión espacial II. Sensibilidad al contraste.
Sensibilidad al contraste: la función de sensibilidad al contraste; CSF vs MTF;
CSF descontada la óptica. Algunos factores de los que depende la sensibilidad
al contraste: luminancia media, excentricidad. La CSF bidimensional.
Sensibilidad al contraste cromático: la CSF cromática; CSFs cromáticas en las
direcciones cardinales. Detección vs discriminación en la CSF cromática.
Tema 15.- El SV como un filtro de frecuencias.
Un estímulo visual se puede describir como un espectro de frecuencias:
Entendiendo el sistema visual como un filtro único cuya MTF es la CSF, y si el
objeto es bidimensional, la CSF bidimensional. Condiciones de detección en un
modelo de canal único: la fórmula de Quick. Algunos efectos perceptuales que
se entienden con un filtro (bandas de Mach, rejilla de Herman, ¿y qué hay de la
simple inducción centro-periferia?).
Tema 16.- El SV como un conjunto discreto de filtros.
Evidencias psicofísicas sobre la existencia de canales sintonizados a
frecuencias y orientaciones: efectos de adaptación selectivos. Obtención de las
funciones de sintonizado mediante adaptación selectiva; nótese que la anchura
de banda está ligada a la frecuencia de sintonizado. La concepción multicanal
del sistema visual: pero, ¿realiza realmente el sistema visual una
transformación de Fourier?. La CSF acromática como envolvente de canales.
La CSF cromática ¿es también envolvente de canales?. Condiciones de
detección en un modelo multicanal: sumación de probabilidad, función
psicométrica. Algunos efectos perceptuales que se entienden con un modelo
multicanal: postefectos de frecuencia y de orientación. Evidencias de
sintonizado a varias cosas a la vez: el efecto Mcollough y otros de la misma
familia.
Tema 17.- Discriminación de contrastes.
La función de discriminación de contraste (FDC): facilitación y
enmascaramiento (pero atención al experimento de Campbell y Robson). Las
funciones de sintonizado de los canales se pueden también obtener mediante
enmascaramiento. Necesidad de no linealidades. ¿Cómo queda entonces la
estructura general de un modelo multicanal?. Sobre las condiciones de
detección y de discriminación: ¿diferencia entre respuestas combinadas o
distancia en un espacio de respuestas?. La FDC cromática.
Tema 18.- Sensibilidad a variaciones espacio-temporales.
Definición de red espacio-temporal. En particular, la frecuencia espacial puede
ser cero: la CSF temporal (cromática y acromática); frecuencias críticas. CSFs
espaciales a frecuencia temporal constante, CSFs temporales a frecuencia
espacial constante; superficie de detección. Atención: ¿qué es lo que se
detecta en el umbral, el parpadeo o el patrón espacial?; mecanismos de
Kulikovski y Tolhurst. Redes parpadeantes vs redes viajeras: CSFs de
movimiento. Y otra vez la misma pregunta, ¿qué es lo que se detecta en el
umbral, en este caso, el movimiento o el patrón espacial?. Evidencias
psicofísicas sobre la relevancia de la frecuencia temporal frente a la velocidad:
postefectos de movimiento; sensibilidad al contraste a diferentes velocidades,
¿un mecanismo para velocidades especialmente bajas?, ¿un continuo de
canales en el dominio temporal?.
Tema 19.- Sobre los mecanismos fisiológicos para la detección de
patrones espaciales y temporales cromáticos y acromáticos.
CSFs espaciales de una célula: aproximaciones cualitativas. CSFs espaciales y
temporales individuales de las células del Magno y del Parvo: la CSF espacial
de una célula se puede ajustar como una diferencia de gausianas (modelo de
Enroth-Cugell y Robson), la CSF temporal se puede ajustar como una
diferencia de exponenciales (modelo de Derrington y Lennie); ¿se puede
aplicar en el modelo de Enroth-Cugell y Robson a la CSF cromática?. CSFs en
el cortex estriado: sintonizado en frecuencia y en orientación; nótese como se
parecen a las funciones de sintonizado. No linealidades; nótese como, en
efecto, tienen la forma que habíamos previsto.
Unidad V. La visión de movimientos.
Tema 20.- Primero, un poco de psicofísica.
¿Para qué sirve la información sobre el movimiento?. El umbral de detección
de movimiento: umbral de velocidad vs duración. ¿Un mecanismo limitado por
la velocidad?, ¿un mecanismo limitado por el desplazamiento para tiempos
especialmente cortos?. Movimiento real vs movimiento aparente: movimientos
aparentes con estímulos clásicos vs cinematogramas (umbrales de movimiento
coherente: grado de coherencia, desplazamiento máximo), movimientos
inducidos, movimientos enigmáticos. Condiciones de movimiento aparente: el
problema del muestreo, representaciones gráficas del movimiento, la ventana
de visibilidad. ¿Es posible la visión del movimiento sin reconocimiento del
patrón espacial?.
Tema 21.- Mecanismos y modelos de visión de movimientos.
Algunos problemas que debería resolver un modelo. Modelos que trabajan en
el dominio de posiciones y tiempos: las unidades de Reichardt. Recordando
que en el cortex estriado existen células selectivas para la dirección del
movimiento. Pero, ¿a qué son selectivas realmente las células del cortex
estriado, a la velocidad o a la frecuencia temporal?: las células del cortex
estriado responden en una banda de velocidades pero la respuesta es òptima
para una velocidad inversamente proporcional a la frecuencia espacial del
estímulo. Concepto de campo receptivo espacio-temporal. Arquitectura para un
mecanismo con selectividad direccional: desde las ideas pioneras de Barlow y
Levick hasta la concepción mas moderna basada en en las propiedades de los
campos receptivos espaciotemporales de las células direccionales. Pero, ¿ven
las células del cortex estriado el movimiento global de los objetos o sólo el de
sus componentes espectrales unidimensionales? (movimientos de primer y de
segundo orden): así es que tenemos un problema.
Unidad VI. De vuelta al soporte físico.
Tema 22.- Caminos visuales paralelos: ¿cómo de paralelos son en
realidad?.
Con la técnica de las lesiones selectivas podemos averiguar mucho sobre las
funciones que desempeña cada uno. Superficies de detección obtenidas
mediante lesiones selectivas del Magno y del Parvo; veamos si la envolvente
tiene las características que tiene que tener; cosas que no cuadran si se miran
las CSFs de las células. La capacidad para detectar una red cromática
cualquiera sólo es afectada por una lesión en el Parvo. Así es que, debe
quedar muy claro que no siempre las propiedades de los caminos visuales,
como mecanismos globales, se pueden extrapolar de manera trivial de las
propiedades de las células individuales que los componen. Segregación
funcional, si, pero tenemos fundadas razones para pensar que en algún
momento tendrá que haber interacciones.
Tema 23.- Corrientes de información y procesado extraestriado.
Distribución de la información desde el cortex estriado: las áreas visuales
superiores tienen funciones especializadas. ¿Son las células de V4 realmente
selectivas al color del objeto?; el color es el resultado de una comparación de
comparaciones: una manera relativamente sencilla de entender la constancia
del color; pero, ¿son los mecanismos de adaptación neurales capaces de
producir el grado de constancia observado?. ¿Constituyen las células en IT
selectivas para objetos elementales la evidencia de un alfabeto visual?; se han
encontado células que son incluso selectivas para el rostro humano, pero,
¿existe realmente una célula que reconoce la cara de tu abuela?, ¿o es ésta el
resultado de un conjunto de codigos generado en una población de células
selectivas para caras?, ¿y qué hay de los jardines?. Las células de V5 son de
hecho necesarias para medir la velocidad de los objetos, pero, ¿cómo se
implementa un mecanismo selectivo para la velocidad a partir de inputs
procedentes de mecanismos que son selectivos para la velocidad de los
componentes espectrales unidimensionales?.