GÖRSEL ARAŞTIRMANIN BİLİŞSEL VE NÖRAL MEKANİZMALARI
GİRİŞ
Basitleştirme amacıyla psikologlar ve nörologlar ortak bir
şekilde, siyah bir zeminde birebir sunulan uyarana karşılık olan yanıtları
ölçerek görsel işleyişi çalışmışlardır. Çoğu doğal görsel işlemlemede,
büyük karmaşık ekranlarda gömülü görüntü nesnelerinin algılanması işe
karışır. Bununla birlikte, bu türden çok parçalı uyaran düzeneklerinin
algılanması, uyaran izole olarak verildiğinde görülmeyen computational
(yarışmacı) kavramlarla ilişkilidir. Sonuçta, görsel araştırmacılar
giderek artan bir şekilde deneklerin çoğul maddeleri içeren düzeneklere
baktıkları ve önceden belirlenmiş hedef uyaranı aradıkları görsel uyaran
taskları uygulamaktadırlar.
Görsel araştırmalarda ki yakın dönemlerde ki ilginin çoğu Treisman’ın
yakın dönemde ki ‘’Feature Integration Theory-Niteliklerin
Bütünleştirilmesi Teorisi’’ yayınını takip eder. Bu teori görmenin iki ana
evrede oluştuğunu ileri sürmektedir. Retinal imajın konumsal olarak
organize temel özellik resimlerine ayrıştırdığı dikkat öncesi evre
ve bu bireysel konumsal lokalizasyonun da özelliklerin birleşmiş obje
algılarına bütünleştirildiği dikkat evresi. Dikkat olmaksızın bir
nesnenin özellikleri bir araya getirilemez ve ilüzyonel bağlanmalar ortaya
çıkabilir (örneğin kırmızı X, mavi O; mavi X ve kırmızı O olarak
algılanabilir). Bağlama tanım itibariyle bireysel (temel) özelliklerde
gerekli olmadığı için basit özellikler dikkat olmaksızın belirlenebilir.
Bu teorinin hedef belirleme latansını araştırma düzeneklerinde ki
maddelerin sayısının işlevi olarak ölçen çok sayıda görsel araştırma
deneyiyle de desteklemişlerdir: Bir araya getirme hedefleri için grup
büyüklüğünün fonksiyonu olarak conjuction target (serial search)
reaksiyon zamanı lineer olarak artarken, feature target (paralel search)
özellik hedeflerine yönelik gruplarda reaksiyon zamanı tipik olarak
sabittir..
Her ne kadar Feature Integration Theory (FIT) görsel araştırmaları
yapmakta temel çatı oluşturmuşsa da son dönemde ki psikofizyolojik
çalışmalar bu teorinin iddialarının bazılarını sorgulamıştır ve görsel
araştırma performansını etkileyebilecek ilave faktörleri göstermiştir. Bu
gözden geçirme yazısında bu davranış ile ilgili çalışmaların bazılarını
yorumlayarak başlayacak ve sonra görsel araştırmanın nöral substratları
üzerine son çalışmalara odaklanacaktır.
İSTATİKSEL FAKTÖRLER VE GRUPLAMA
Deneklerin tek bir deneme de birkaç bağımsız karar verirken karar sayısı
arttıkça hata oranı da artar, basitçe karar sayısında ki artış hata yapmak
için daha çok fırsata yol açar. Sonuç olarak hedef belirleme
performansında algısal kısıtlılıklar olmadığı zaman bile temelde
istatiksel nedenlerle görsel araştırma tasklarında grup hacmiyle değişimi
beklenmelidir. Bu istatiksel model grup hacminde ki artışları uygunlukta
kayda değer azalmalara yol açtığını ve bu etkilerin bütünüyle istatiksel
modelle açıklanabileceğini bulan Palmer ve arkadaşlarının kullandığı
yakın zamanda ki bir çalışmada test edilmiştir.
Basit özelliklerin belirlenmesin de dikkatin gerekmediği varsayımıyla
uyumlu olarak sınırlı algısal kapasitelere yönelik hiçbir kanıt
bulunamadı. Bununla birlikte ortam hacmi (set size) etkilerine yönelik
istatiksel açıklama bulgusu, FİT i desteklemek için kullanılan conjuction
arama deneylerini içeren, grup hacminin etkilerinin algısal kısıtlılıklara
atfedildiği daha önceki pek çok çalışmaya ilişkin kuşku uyandırmaktadır.
Grup hacmi etkilerinin sınırlı algısal kapasiteler nedeniyle mi yoksa
önceden öne sürüldüğü gibi istatiksel faktörler nedeniyle mi ortaya
çıktığını belirlemek için karmaşık görsel arama taskları uygulayan ilave
çalışmalar gerekmektedir.
İstatiksel model tipik olarak bağımsız hedef/hedef olmayan kararların bir
arama düzeneği içinde her madde için yapıldığını varsayar. Fakat bazı
olgularda bu varsayım bozulabilir. Özellikle bir arama düzeneğini
oluşturan maddeler daha erken bir düzeyde az sayıda gruplara ayrılabilir,
sonra hedefi ve artan arama etkinliğini belirlemek için gerekli kararların
sayısını azaltarak karar işleyişlerini bütün gruplara uygulamak mümkün
olabilir.Bu mantık çizgisi yakın dönemde ki bir çok görsel arama modelinin
merkezinde yer almış ve bir çok psikofizyolojik deneyle desteklenmiştir.
Daha erken bir işleyiş evresinde grupla aramanın etkilerine yönelik
kanıtlar, primer görsel korteksteki yanıtların, bir nöronun alıcı
bölgesinde ki uyaranın alıcı bölgenin dışına aynı anda verilen uyarana
karşılık gelip gelmediğine bağlı olabileceğini gösteren yakın zamanda ki
bir elektrofizyolojik çalışmada gösterilmiştir.
ARANAN REPREZANTASYONUN ÖZELLİĞİ (DOĞASI)
Traisman ve meslektaşlarının ilk çalışması göstermiştir ki (paralel search)
yüksek düzeyde belirleme işleyişlerinin düşük düzeyde de özellik bilgisine
uyabileceğini düşündürür şekilde paralel aramanın temel özellik hedefleri
için mümkün olduğunu gösterdi. Bununla birlikte birkaç yeni çalışma
paralel arama proseslerinin bir parça daha üst düzey reprezantasyonlarda
işleyebileceğini öne sürdü. Örneğin, paralel arama performansının üç
boyutlu yorumu ya da görünürde ki ışık kaynağı açısından dikkati
çelicilerden ayrılan hedeflerde gözlenmiştir. Benzer şekilde sterioskopik
gösterimlerde ki arama performansı uyaran maddelerinin algılanan derinliği
ve oklüzyonuna göre değişebilir. Özellikle çok ince özellik değişimi ile
ortaya çıkan oklüzyon algısında ki değişimler hızlı paralel belirleme
performansından yavaş seri performansına doğru parametrik bir değişime yol
açabilir. Bu tür sonuçlar görsel aramanın primitif özelliklerinden ziyade
nispeten karmaşık yüzey özelliklerini kodlayan reprezantasyon düzeyinde
işlediğini düşündürmektedir.
BAĞLAMA (BİRLEŞTİRME) MODELLERİ
Çoğul nesneler aynı anda sunulduğunda bu nesnelerin yapısal
özelliklerini kodlayan nöronlar birlikte aktive olur. Vertikal algılama
farklı nesnelerin özelliklerini yanlışlıkla bir araya getirmekten
kaçınmak için her bir özgün nesneye bağlı özellikleri bir araya getirmek
için bir mekanizmaya ihtiyaç duyar. Belki de bu birleştirme problemini
çözmenin en basit yolu diğer bütün bölgelerden gelen bilgiyi baskılayarak
analiz için tek bir boşluk alanı seçmek ,bu tür mekanizma kesin olarak
seri olacaktır.Bununla birlikte üst üste gelen nesnelerde kötü
işleyecektir.
Bu tip bir etiketleme işlemi bir dereceye kadar paralel ve uzaysal olarak
üst üste binen nesneleri ayırmayı sağlarken doğru bir birleştirmeye yol
açacaktır. Etiketlemeyle ilişkili özellikler için öne sürülen bir aday
mekanizma aynı nesne için kodlayan nöronlarda aynı zamanda ateşleme ve bu
mekanizmalardan yararlanan bu modeller öne sürmüştür.
Primat görsel sisteminde ki ossülasyon ve korelasyonların rolü halen
tartışmalıdır. Bununla birlikte dinamik bilgi yönelimi gibi dikkat ile
ilişkili seçim için başka alternatif modeller araştırılmaktadır.
Pek çok görsel arama modeli görsel sistemi tanımak için aynı anda tek
nesneyi veya bir grup ilişkili nesneyi seçtiğini, her bir nesne arasında
ki benzerlikler ve bellekte saklanan hedef bilgiyle belirginleşen sırayı
izleyerek, başka karıştırıcı nesnelerin (reprezantasyonlarını)
temsillerini baskılarken, bu seçilen bilginin nöral temsilinin aktif
kaldığını öngörür. Bu seçme ve filtreleme şemasına yönelik nörofizyolojik
destek yakın zamanlarda maymunlarda ki single-unit çalışmalarda ve
insanlardaki event-related potential çalışmalarla gösterilmiştir.
Makak maymunlarındaki inferotemporal nöron çalışmasında başlangıçta ki
işaret uyaranı 2-5 maddelik düzenek takip etti ve maymunların işaret
uyarana karşılık gelen test düzeneğinde ki maddeye saccade yapması
istenmiştir. Uyaran öylesine seçildi ki tek bir uyaran kaydedilen nöronu
aktive etmekte etkiliydi diğerleri etkisizdi. Onun için bir nöronun bir
test düzeneğine yanıtı nöronun uyaran tercihlerine karşılık gelen bir
maddenin işleyişini yansıtıyordu. İşaret uyarandan sonraki periyotta,
işaretin etkisiz bir uyaran olduğu ona kıyasla nöron için etkili bir
uyaran olduğunda ateşleme hızlarının daha ileri düzeyde olduğu bulundu.
İşaret uyaran özelliklerini kodlayan nöronların uzamış aktivasyonu test
düzeneğinde ki dikkat çelici maddeler arasında hedef maddeyi seçmekte
kullanılan hedef bilgiyi yansıtabilir.
Test düzeneği sonradan sunulduğunda düzenekte ki etkili uyaran işaret
uyarana karşılık gelse de gelmese de ilk yanıt aynıydı. Bununla birlikte
test düzeneği ortaya çıktıktan yaklaşık 175 msn içinde başlayacak, eğer
etkili sitimulus hedef dışıysa yanıt baskılandı. Fakat etkili sitimulus
sonra ki saccade için hedefse yanıt yüksek düzeyde sürdü. Onun için
sonuçta inferotemporal kortekste ki nöronlar hem işaret uyaranı takiben
templete benzeri aktivite göstermekte hem de test düzeneğini takiben hedef
olmayan bilginin represyonunu göstermekte. Supresyon etkileri yakın
zamanda ekstrastriat V4 alanı ,frontal göz alanları, superior colliculusta
bildirildi. İlaveten Makak maymunu inferotemporal korteksinde gözlenen
single-unit dikkat etkilerinin benzer özellikler gösteren kafa derisinden
kaydedilmiş alan potansiyeli insan deneklerde de gösterilmiştir.
Yukarda tanımlandığı gibi psikofizyolojik ve model çalışmaları görsel
aramada seçici dikkatin primer rolünü hem birleştirme (bağlama) problemini
çözmekte hem de birkaç eş zamanlı karar almanın istatiksel sonuçlarını
azaltmakta yararlı olabilecek ilgisiz uyaran kaynaklı bilgiyi suprese
etmek olabilir diye desteklemektedir. Sonuçta bazı makak maymunlarının
görsel alanlarında baskılayıcı dikkat etkilerine ilişkin uyumlu bulgu
farklı metodolojilerden yararlanan dikkat ile seçim çalışmalarında önemli
bir uzlaşma noktası sağlamaktadır.
Supresyon etkileri, deneklerin 15 çeldirici madde düzeneği içinde
yerleşmiş özel boyanmış hedef maddeyi aradığı görsel arama ERP
çalışmalarında insanlarda da gözlenmiştir. Taskla ilişkisiz probe square
ler hedef maddenin veya çeldirici maddenin olduğu yerde sunuldu. Ve
duyusal ERP dalgaları algısal işleyişin endeksi olarak kullanıldı. Hedef
düzenekte sunulduğunda fakat prob çeldirici bir yerleşimde sunulduğunda
probla ortaya çıkarılan başlangıçta ki duygusal yanıt (P1 dalgası) hedefin
düzenekten çıkarıldığı aynı çeldiricinin verildiği denemelere kıyasla
suprese oldu. Bununla birlikte bu etkinin esasen baskılayıcı olduğunu
vurgular şekilde hedef yerleşimde sunulan problarda hiç düzelme
gözlenmedi. İlginç olarak deneklerin özel boyanmış hedeflerin şeklini
belirtmeleri istendiğinde bu supresyon izlendi. Fakat tek bir özellik
belirleme taskı kullanıldığında bu supresyon görülmedi. Bu bulgu FİT in,
basit özelliklerin belirlemesini daha karmaşık ayrımlar gibi benzer dikkat
proseslerine ihtiyaç duymadığı yönünde ki varsayımla tutarlıdır. Bununla
birlikte farklı bir duyusal yanıtın artışı, basit özelliklerin
belirlenmesinde de bazı dikkat türlerinin kullanıldığını düşündürür
şekilde hem featura task hem de conjuction task larda hedef lokalizasyonda
gözlendi (N1 dalgası).
GÖRSEL ARAMANIN NÖROPSİKOLOJİK ÇALIŞMALARI
Sağ hemisfer lezyonlu hastalar sıklıkla sol taraftaki uyaranı
ihmal ettikleri akut bir ihmal periyodundan yakınırlar. Ve bunu uyaran eş
zamanlı olarak sağlam tarafta verildiğinde lezyonlu tarafta ki uyarana
aldırmazlık gösterdikleri daha ve şiddetli klinik bir durum izler. Bu
hastalarda ki yakın zamanda ki bazı çalışmalar gösterdi ki lezyonlu
alandaki maddelerin sayısındaki artış arama hızında daha küçük bir etki
yaratırken, sağlam alanda ki uyaran sayısı arttıkça lezyonlu alandaki
hedeflere yönelik reaksiyon zamanları olarak uzamaktadır. Bu durum ihmal
hastalarını sağlam alandan dikkatlerini uzaklaştırmakta güçlük çektiğini
gösteren daha önceki bulgularla uyumlu olarak bu hastaların lezyonlu alanı
aramaya başlamadan önce sağlam alanı bir çok kez aradıklarını
düşündürmektedir. İhmal hastalarıyla başka bir çalışma taskla ilişkisiz
yan uyaranı taskla ilişkili arama maddelerinin sağına yerleştirmek böylece
bütün düzeneğin sol yarısına ilgili seçeneklerin çoğunu taşımanın arama
performansının daha da bozulmasına neden olduğunu gösterdi. Sol tarafa
daha da yan uyaran (çeldirici) eklemek ve bütün düzeneği dengeye getirmek
performansın yan uyaran yokluğunda gözlenen düzeye dönmesine neden olur.Bu
sonuçlar ihmal için referans noktasının gövde merkez de veya mekan
merkezli koordinatlardan ziyade uyaran konfigrasyonuna bağlı olduğunu
düşündürmekteydi.
Her ne kadar sağ hemisfere yönelik hasar görsel arama sırasında dikkatin
yönünü saptırıyor gibi görünüyorsa da ihmalle ilgili bu etkilerden sağ
hemisferin görsel arama için özelleştiği sonucu çıkartılmamalı.Gerçektende
de hem normal hem de split brain hastalarına ilişkin çalışmalar arama
hızlarını sol ve sağ görsel alan uyaranı için yaklaşık olarak eşit
olduğunu göstermiştir. Özellikle split brain hastalarının cerrahi olarak
uyarılmış hemisferleri, etkili görsel arama için her iki hemisferin
gerekli devreleri içerdiğini varsayarak her iki görsel alanı da aynı anda
ve farklı zamanlarda araştırabilir.
TARTIŞMALAR
Görsel arama performansının altında yatan bilişsel prosesler son birkaç
yılda oldukça çalışılmıştır. Ve süre gelen çalışmalar bu işleyişleri
anlamada yeni düzenlemelere yol açmaktadır. Geçmiş yıl nöral şebeke modeli
nörofizyoloji ve nöropsikoloji alanlarda belirgin ilerlemeyle görsel arama
nöral substrat çalışmalarında anlamlı artışlarla karşılaşmıştır. Özellikle
bu çalışmalar ilgisiz bilgiyi çeldirici maddelerden uzaklaştırmanın görsel
aramada elzem bir rol oynadığına dönük uyuşan kanıtlar sağlanmıştır.