Нервова індукція і декорреляция зображень

Іншим важливим фізіологічним процесом, який сприяє декорреляции зображень, є нервова індукція, що лежить в основі фізіологічного контрасту. *
Явище фізіологічного контрасту особливо добре вивчено у зв'язку з зоровим сприйняттям (Теплов, 1935). Одним з прикладів прояви фізіологічного контрасту служить те, що сірий предмет на чорному тлі здається світлішою, ніж такий же предмет на білому тлі. Це приклад так званого одночасного контрасту. Відомо також і явище послідовного контрасту - підкреслення різниці яскравостей, що змінюють один одного в часі.
Хартлайн з співавторами (Hartline, Wagner a. Ratliff, 1956; Hartline a. Ratliff, 1957, 1958) вивчили кількісно механізм фізіологічного контрасту в електрофізіологічних дослідженнях на складному оці мечохвостів (Limulus polyphemus). У цих дослідах вони спостерігали те, що називають явищем нервової індукції - гальмівне взаємодія рецепторних одиниць. Частота імпульсації, відведеної від одного рецептора при його подразненні світлом, зменшується, якщо одночасно дратувати будь-якої із сусідніх рецепторів. При цьому, чим більше порушення сусіднього рецептора, тим більше гальмування в першому. Індуковане гальмування зменшується із збільшенням числа діючих рецепторів. Це пояснюється впливом взаємного гальмування між рецепторами, завдяки якому послаблюється їх дія на досліджуваний рецептор. **
Хартлайн (Hartline, 1959) запропонував наступну формулу, що виражає гальмівний взаємодія між рецепторами
(41)
де rp - відповідь р-го рецептора при одночасному висвітленні інших рецепторів (виражається частотою импульсацни); lр - відповідь цього ж рецептора, коли він освітлений тільки один; kpj - коефіцієнт гальмівного дії рецептора на рецептор р (зазвичай менше 0.2); константа rpjo - поріг гальмівного дії; n - число діючих рецепторів. Чим ближче розташовані освітлювані рецептори, тим більше k і менше константа rpjo. Встановити кількісну залежність взаємодії рецепторів від відстані між ними ще не вдалося.
Перевірка кількісних закономірностей, отриманих Хартлайном з співавторами, була проведена в психофізичних дослідах на людину (Alpern a. David, 1959). Вивчалася сприймана яскравість тест-об'єкта Вт при наявності в поле зору індукують об'єктів Вп. Сприймана яскравість визначалася шляхом порівняння зі стандартною яскравістю Вс, видимої іншим оком (метод бінокулярної фотометрії). У відповідності з закономірностями, встановленими Хартлайном, сприймана яскравість визначається
(42)
Цю формулу слід розуміти так. У відсутність індукують об'єктів Вт=Вс. Присутність останніх у полі зору зменшує видиму яскравість тест-об'єкту, її необхідно збільшити для установки на рівність з Вс, Це виражається введенням другого і третього членів в праву частину рівняння (42) (константи f, g і m залежать від положення, величини і форми індукуючого об'єкта). Вплив розгальмовування внаслідок взаємодії індукують об'єктів виражене останнім членом правої частини рівняння. Ефект розгальмовування невеликий і може не враховуватися в світлотехнічної практиці.
Встановлені в цих дослідах закономірності можна розглядати як результат дії індукційних зв'язків між рецептивными полями. Однак є підстави очікувати, що індукційні зв'язку всередині рецептивного поля (наприклад, між периферією і центром поля), про яких вже йшлося у першому розділі, також можуть сприяти виділенню кордонів і контурів. Таке припущення було висловлено у цитованій роботі Варлоу, Фитцхьюга і Каффлера (Barlow, Fitz hugh a. Kuffler, 1957).
Цікавий експеримент для доказу ролі взаємодії рецепторних одиниць в підкресленні контрасту був поставлений Хартлайном (Hartline, 1959). Записувалася імпульсація від одного рецептора очі мечохвостів при повільному скануванні світлового поля з градієнтом освітленості. Коли всі рецептори, крім досліджуваного, були прикриті маскою, то реєстрована активність правильно відображала фізичний розподіл інтенсивності світла. Але при знятті маски виникають максимуми і мінімуми частоти імпульсації, що відповідають місцям найбільшого градієнта освітленості поля (тобто контурах).