L’effetto del colore rosso sulle onde cerebrali

L’effetto del colore rosso sulle onde cerebrali

Riepilogo: Il colore rosso non è particolarmente forte in termini di forza delle oscillazioni gamma che genera nel cervello.

fonte: ESI

I semafori rossi fanno fermare i conducenti. Il rosso produce un segnale e un effetto di avvertimento. Ma questo si riflette anche nel cervello?

I ricercatori dell’Ernst Strongman Institute (ESI) of Neuroscience hanno studiato questa domanda. Volevano vedere se il colore rosso stimolava le onde cerebrali più fortemente di altri colori.

Lo studio, intitolato “Human Visual Gamma for Color Stimuli”, è stato pubblicato sulla rivista eVita.

La ricerca di Benjamin J. Stoch, Alina Peter, Isabelle Ehrlich, Zora Nolte e il direttore dell’ESI Pascal Fries si concentra sulla corteccia visiva precoce, nota anche come V1. È la più grande area visiva del cervello e la prima a ricevere input dalla retina.

Quando questa regione è stimolata da immagini forti e spazialmente omogenee, si generano onde cerebrali (oscillazioni) con una frequenza specifica chiamata banda gamma (30-80 Hz). Ma non tutte le immagini generano questo effetto nella stessa misura.

Difficile determinare il colore

“Recentemente, molte ricerche hanno tentato di esplorare quali input specifici guidano le onde gamma”, spiega Benjamin J. Stauch, il primo autore dello studio. “Uno degli input visivi sembra essere le superfici colorate. Soprattutto se sono rosse. I ricercatori hanno interpretato questo nel senso che il rosso è evolutivamente specifico del sistema visivo perché i frutti, ad esempio, sono spesso rossi”.

Ma come si può scientificamente provare l’effetto del colore? O lo smentisci? Dopotutto, è difficile determinare oggettivamente il colore ed è anche difficile confrontare i colori tra diversi studi.

Ogni schermo del computer produce un colore diverso, quindi il colore rosso su uno schermo è diverso dall’altro. Inoltre, ci sono una varietà di modi per identificare i colori: sulla base di un singolo schermo, giudizi percettivi o sulla base di ciò che i suoi input fanno alla retina umana.

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I colori attivano le cellule dei fotorecettori

Gli esseri umani percepiscono il colore quando vengono attivate le cellule dei fotorecettori, chiamate coni, nella retina. Rispondono agli stimoli luminosi convertendoli in segnali elettrici, che vengono poi trasmessi al cervello.

Per riconoscere i colori, abbiamo bisogno di diversi tipi di coni. Ogni specie accetta specificamente una gamma specifica di lunghezze d’onda: rossa (coni L), verde (coni M) o blu (coni S). Il cervello confronta quindi la forza con cui rispondono i rispettivi coni e suscita un’impressione di colore.

Funziona in modo simile a tutti gli esseri umani. Sarebbe quindi possibile identificare oggettivamente i colori misurando la forza con cui attivano diversi coni retinici. Studi scientifici sui macachi hanno dimostrato che il primo sistema visivo dei primati aveva due assi cromatici dipendenti da questi coni: l’asse LM confronta il rosso con il verde e l’asse S—(L + M) è dal giallo al viola.

“Riteniamo che un sistema di coordinate del colore basato su questi due assi sia corretto per identificare i colori quando i ricercatori vogliono esplorare la forza delle oscillazioni gamma. Identifica i colori in base alla forza e al modo in cui viene attivato il primo sistema visivo”, afferma Benjamin J. Stauch.

Lui e il suo team volevano misurare un campione più ampio di individui (N = 30) perché il lavoro precedente sulle oscillazioni gamma legate al colore era stato svolto principalmente con piccoli campioni di alcuni primati o partecipanti umani e gli spettri di attivazione del cono possono variare geneticamente da individuo a individuo. all’individuo,

Rosso e verde hanno lo stesso effetto

In questo modo, Benjamin J. Stauch e il suo team hanno studiato se il rosso è distintivo e se questo colore provoca oscillazioni gamma più forti rispetto al verde di intensità di colore simile (cioè, anisotropia del cono).

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Questi colori attivano i coni responsabili della visione dei colori sulla retina con uguale forza. Quindi causano le stesse forti oscillazioni nel cervello. Credito: ESI/C. Kerenberger

Hanno anche esplorato una domanda secondaria: le oscillazioni gamma indotte dal colore possono essere rilevate anche dalla magnetoencefalografia (MEG), un metodo per misurare le attività magnetiche del cervello?

Hanno concluso che il colore rosso non è particolarmente forte in termini di forza delle oscillazioni gamma che provoca. Invece, il rosso e il verde producono oscillazioni gamma con la stessa forza nella corteccia visiva iniziale alla stessa anisotropia assoluta del cono LM.

Inoltre, le onde gamma indotte dal colore possono essere misurate nel MEG umano se elaborate con cura, quindi la ricerca futura potrebbe seguire i principi 3R degli esperimenti sugli animali (ridurre, sostituire, perfezionare) utilizzando esseri umani anziché primati non umani.

È generalmente dimostrato che i colori che attivano solo il cono S (blu) suscitano risposte neurali deboli solo nella corteccia visiva iniziale. In una certa misura, questo è prevedibile, perché il cono S è meno comune nelle retine dei primati, evolutivamente più vecchio e più lento.

I risultati di questo studio condotto dagli scienziati dell’ESI contribuiscono a comprendere come la corteccia visiva umana primitiva codifichi le immagini e potrebbe un giorno essere utilizzata per aiutare nello sviluppo di protesi visive. Queste protesi possono tentare di attivare la corteccia visiva per produrre effetti percettivi simili alla visione nelle persone con danno retinico. Tuttavia, questo obiettivo rimane sfuggente.

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È necessario comprendere di più sulle risposte specifiche della corteccia visiva all’input visivo.

A proposito di questa ricerca nelle notizie di neuroscienza visiva

autore: ufficio stampa
fonte: ESI
Contatto: Ufficio stampa – ESI
immagine: Foto attribuita a ESI/C. Kernberger

ricerca originale: accesso libero.
Gamma visiva umana per stimoli cromaticiScritto da Benjamin J. Stausch et al. eVita


Riepilogo

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Gamma visiva umana per stimoli cromatici

Forti oscillazioni della banda gamma possono essere indotte nella corteccia visiva precoce dei primati da superfici di colore omogenee (Peter et al., 2019; Shirhatti e Ray, 2018). Rispetto ad altri polimorfi, sono state riportate oscillazioni gamma particolarmente forti per gli stimoli rossi.

Tuttavia, l’elaborazione del colore pre-corticale e la potenza risultante degli input a V1 spesso non sono completamente controllate. Pertanto, risposte più forti al rosso possono essere dovute a differenze nella forza dell’input V1.

Abbiamo presentato stimoli con livelli uguali di luminanza e contrasto conico nel sistema di coordinate del colore in base alle risposte del nucleo genicolato laterale, la principale fonte di input per la regione V1. Utilizzando questi stimoli, abbiamo registrato la risonanza magnetica cerebrale in 30 partecipanti umani.

Abbiamo trovato oscillazioni gamma nella corteccia visiva iniziale che, contrariamente ai precedenti rapporti, non differiva tra stimoli rossi e verdi di uguale contrasto del cono LM.

In particolare, gli stimoli blu con contrasto esclusivo sull’asse del cono S hanno indotto risposte gamma molto deboli, oltre a domini correlati agli eventi più piccoli e prestazioni di rilevamento del cambiamento più deboli.

La forza delle risposte gamma cromatiche umane agli stimoli situati sull’asse LM potrebbe essere ben spiegata dal contrasto del cono LM e non ha mostrato un’evidente distorsione rossa quando si equalizza correttamente il contrasto del cono LM.

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