빨간색이 뇌파에 미치는 영향

요약: 빨간색은 뇌에서 생성하는 감마 진동의 강도 측면에서 특별히 강하지 않습니다.

원천: ESI

빨간 신호등은 운전자를 멈추게 합니다. 빨간색은 신호 및 경고 효과를 생성합니다. 그러나 이것이 뇌에도 반영됩니까?

신경과학의 Ernst Strongman Institute(ESI) 연구원들이 이 질문을 조사했습니다. 그들은 빨간색이 다른 색보다 뇌파를 더 강하게 자극하는지 확인하고 싶었습니다.

“색상 자극에 대한 인간 시각 감마”라는 제목의 연구는 저널에 게재되었습니다. 이라이프.

Benjamin J. Stoch, Alina Peter, Isabelle Ehrlich, Zora Nolte 및 ESI 이사 Pascal Fries의 연구는 V1으로도 알려진 초기 시각 피질에 중점을 둡니다. 뇌에서 가장 큰 시각 영역으로 망막에서 가장 먼저 입력을 받는 영역입니다.

이 영역이 강하고 공간적으로 균질한 이미지에 의해 자극되면 감마 대역(30-80Hz)이라는 특정 주파수로 뇌파(진동)가 발생합니다. 그러나 모든 이미지가 동일한 정도로 이 효과를 생성하는 것은 아닙니다.

색상을 결정하기 어려움

“최근에 어떤 특정 입력이 감마파를 구동하는지 탐구하려는 많은 연구가 시도되었습니다.”라고 이 연구의 첫 번째 저자인 Benjamin J. Stauch가 설명합니다. “시각 입력 중 하나는 색상이 있는 표면으로 보입니다. 특히 빨간색인 경우에 그렇습니다. 연구원들은 이것을 예를 들어 과일이 종종 빨간색이기 때문에 빨간색이 시각 시스템에 진화적으로 특정하다는 의미로 해석했습니다.”

그러나 색상의 효과가 과학적으로 어떻게 증명될 수 있습니까? 아니면 반박? 결국 색을 객관적으로 판단하기 어렵고, 서로 다른 연구 간에 색을 비교하는 것도 어렵다.

각 컴퓨터 화면은 다른 색상을 생성하므로 한 화면의 빨간색은 다른 화면과 다릅니다. 또한 단일 화면, 지각적 판단 또는 입력이 인간의 망막에 미치는 영향을 기반으로 색상을 식별하는 다양한 방법이 있습니다.

색상은 광수용체 세포를 활성화합니다.

인간은 망막의 원추체라고 하는 광수용체 세포가 활성화될 때 색상을 인식합니다. 그들은 빛 자극에 반응하여 전기 신호로 변환하여 뇌로 전달합니다.

색상을 인식하려면 몇 가지 유형의 원뿔이 필요합니다. 각 종은 빨간색(L 원뿔), 녹색(M 원뿔) 또는 파란색(S 원뿔)과 같은 특정 파장 범위를 특별히 수용합니다. 그런 다음 뇌는 각 원뿔이 얼마나 강하게 반응하는지 비교하고 색상의 인상을 이끌어냅니다.

그것은 모든 인간과 유사하게 작동합니다. 따라서 색상이 서로 다른 망막 콘을 얼마나 강력하게 활성화하는지 측정하여 색상을 객관적으로 식별하는 것이 가능합니다. 원숭이에 대한 과학적 연구에 따르면 초기 영장류 시각 시스템에는 이 원뿔에 의존하는 두 개의 색채 축이 있습니다. LM 축은 빨간색과 녹색을 비교하고 S-(L + M) 축은 노란색에서 보라색입니다.

“우리는 연구자들이 감마 진동의 강도를 탐구하고자 할 때 이 두 축을 기반으로 하는 색 좌표 시스템이 색을 식별하는 데 정확하다고 믿습니다. 초기 시각 시스템이 활성화되는 방식과 강도에 따라 색을 식별합니다”라고 Benjamin은 말합니다. J. 스타우치.

그와 그의 팀은 색상 관련 감마 진동에 대한 이전 작업이 대부분 소수의 영장류 또는 인간 참가자의 작은 샘플로 수행되었으며 원뿔 활성화 스펙트럼이 유전적으로 개인마다 다를 수 있기 때문에 더 많은 개인 샘플(N = 30)을 측정하기를 원했습니다. 개인에게,

빨강과 초록은 같은 효과를 낸다

이를 통해 Benjamin J. Stauch와 그의 팀은 빨간색이 구별되는지 여부와 이 색상이 유사한 색상 강도(즉, 원뿔 등방성)의 녹색보다 더 강한 감마 진동을 유발하는지 여부를 조사했습니다.

그들은 또한 부수적인 질문을 탐구했습니다. 색상 유발 감마 진동은 뇌의 자기 활동을 측정하는 방법인 MEG(magnetoencephalography)로도 감지할 수 있습니까?

그들은 적색이 유발하는 감마 진동의 강도 측면에서 빨간색이 특별히 강하지 않다고 결론지었습니다. 대신, 빨강과 녹색은 동일한 절대 LM 원뿔 이방성에서 초기 시각 피질에서 동일한 강도로 감마 진동을 생성합니다.

또한 인간의 MEG에서 색에 의한 감마파를 정밀하게 처리하면 측정할 수 있어 향후 연구에서는 인간이 아닌 영장류가 아닌 인간을 이용한 동물 실험(감소, 대체, 정제)의 3R 원리를 따를 수 있을 것입니다.

S-cone(파란색)만 활성화하는 색상은 일반적으로 초기 시각 피질에서만 약한 신경 반응을 유도하는 것으로 나타납니다. S-cone는 영장류의 망막에서 덜 일반적이고, 진화적으로 더 오래되고, 더 느리기 때문에 어느 정도 이것은 예상할 수 있습니다.

ESI 과학자들이 주도한 이 연구의 결과는 초기 인간 시각 피질이 이미지를 인코딩하는 방법을 이해하는 데 기여하고 언젠가는 시각 보철 개발을 지원하는 데 사용될 수 있습니다. 이러한 보철물은 시각 피질을 활성화하여 망막 손상이 있는 사람의 시각과 유사한 지각 효과를 생성하려고 시도할 수 있습니다. 그러나 이 목표는 여전히 애매합니다.

또한보십시오

시각 입력에 대한 시각 피질의 특정 반응에 대해 더 많이 이해해야 합니다.

시각 신경 과학 뉴스의 이 연구에 대해

작가: 기자 사무소
원천: ESI
연락하다: 언론사 – ESI
그림: 사진 제공: ESI / C. Kernberger

원래 검색: 오픈 액세스.
“색상 자극에 대한 인간의 시각 감마Benjamin J. Stausch et al. 이라이프

요약

색상 자극에 대한 인간의 시각 감마

영장류의 초기 시각 피질에서는 균일한 색상 표면에 의해 강한 감마 밴드 진동이 유도될 수 있습니다(Peter et al., 2019; Shirhatti and Ray, 2018). 다른 다형체와 비교할 때, 적색 자극에 대해 특히 강한 감마 진동이 보고되었습니다.

그러나 피질 전 색상 처리와 V1에 대한 입력의 결과 전력은 종종 완전히 제어되지 않습니다. 따라서 V1 입력 강도의 차이로 인해 빨간색에 대한 응답이 더 강해질 수 있습니다.

우리는 V1 영역의 주요 입력 소스인 측면 슬상 핵의 응답을 기반으로 색 좌표계에서 동일한 수준의 휘도와 원추형 대비로 자극을 제시했습니다. 이러한 자극을 사용하여 30명의 인간 참가자의 뇌 MRI를 기록했습니다.

우리는 이전 보고서와 달리 동일한 LM 콘 대비의 빨강 및 녹색 자극 간에 차이가 없는 초기 시각 피질에서 감마 진동을 발견했습니다.

특히, S-cone 축에 배타적 대비가 있는 파란색 자극은 더 작은 이벤트 관련 도메인 및 더 약한 변화 감지 성능 외에도 매우 약한 감마 반응을 유도했습니다.

LM 축에 위치한 자극에 대한 인간의 색채 감마 반응의 강도는 LM 원뿔의 대비로 잘 설명될 수 있으며 LM 원뿔의 대비를 적절하게 균등화할 때 명백한 적색 편향을 나타내지 않았습니다.