5.1 Percepção  “Será a nossa percepção realmente contínua como parece, ou está dividida em parcelas de tempo, discretas, semelhantes às películas de um.

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1 5.1 Percepção  “Será a nossa percepção realmente contínua como parece, ou está dividida em parcelas de tempo, discretas, semelhantes às películas de um filme?” Christof Koch, Scientific American 2005

2 5.2 Agnosias visuais  Agnosia perceptiva u Benson & Greenberg, 1969: Soldado: Lesão do cérebro por inalação de monóxido de carbono u Capaz: de reconhecer (por tacto, cheiro, som) os objectos; de discriminar cores, intensidade luminosa e direcção do movimento u Incapaz: identificar objectos vistos; distinguir ou desenhar objectos simples: um quadrado de um círculo  Agnosia associativa u Ratcliff & Newcombe, 1982 u Capaz:... também de reconhecer formas simples e copiar desenho de objectos u Incapaz: identificar o objecto desenhado (vd. imagem ao lado) Anderson, p37

3 5.3 Info visual vs. Reconhecimento de objectos  Agnosias das cores u Perda da visão colorida numa parte do campo visual / lesões área córtex occipital abaixo do rego calcarino  Síndrome de Balint u perturbação da capacidade de localizar um alvo que entre no campo visual / lesões em áreas do córtex parietal  Patologias são evidência empírica u Vários níveis consecutivos de processamento e integração da informação visual numa experiência perceptiva Processamento de informação visual –identificar elementos visuais básicos Reconhecimento de padrões e objectos  Mais evidência (não patológica) u Imagens "difíceis" de processar Anderson, p38

4 5.4 Processamento Inteligente Humano Visão de alto nível Visão de alto nível (Reconhecimento de objectos) Atenção Memória imediata e de longo prazo Aprendizagem Conceptualização Imaginação Processamento da língua Códigos mentais Raciocínio Resolução de problemas

5 5.5 Globo ocular  Retina u conversão de energia luminosa em eléctrica u células foto-receptoras: cones e bastonetes  Cones u 3 milhões u concentrados na fóvea u Maior resolução e sensibilidade à côr u Assegura visão diurna u Fixar o olhar: assegura projecção na fóvea  Bastonetes u 100 milhões u distribuídos pela retina u Menor resolução mas maior sensibilidade à variação de intensidade luminosa e movimento u Asseguram visão nocturna Anderson, p.39; Habib, p.130

6 5.6 Hierarquia conectiva  Contra-lateralidade u ambos os olhos enviam informação para ambos os hemisférios u informação do campo visual esq. segue para o hemisf. dir. (e vice-versa)  Hierarquia u Globo ocular: (nervo óptico: feixe de axónios) u Núcleos sub-corticais u Córtex  Corpos geniculados externos u contribui distinção de pormenores e objectos  Tubérculos quadrigémeos anteriores (tálamo) u contribui distinção de localização de objectos no espaço Habib, p.129; Anderson, p.40

7 5.7 Circuitos do "quê" e "onde"  Experiências de Mishkin u Fase 1: Macacos treinados para discriminar objectos; para localizar objecto u Fase 2: lesões diferenciadas em dois grupos córtex inferior temporal córtex superior parietal u Observação de défices diferentes córtex inferior temporal: incapacidade de discriminação de objectos córtex superior parietal: incapacidade de localização  Inf. Temporal: "quê"  Sup. Parietal: "onde" Habib, p.148,149

8 5.8 Discriminação visual  Retina u cones/bastonetes; bipolares; ganglionares  Gânglios u campo receptor circular, até 2 mm na zona de menor acuidade da retina u duas zonas concêntricas u operam primeira triagem dos estímulos visuais, de nível muito básico  Células on / off u gânglios tem frequência de disparo espontânea u células "on": zona central - excitadora; zona periférica - inibidora (vice versa na céluals "off") u operam alguma discretização Habib, p.134; 135

9 5.9 Codificação de informação visual  Contraste u Processamento de informação visual: identificação cumulativa de contrastes.  Nível seguinte, nível cortical: u Células detectoras de barras importa a localização (no centro), a largura, e a direcção u Células detectoras de bordos u 30-50 msec para os impulsos nervosos viajarem da retina até ao córtex cerebral. Anderson, p.43

10 5.10 Hiper-colunas e Mapas de características  Hiper-colunas u "paralelipípedos" de córtex visual u 2 mm 2 face externa u 2 blocos de cada olho para a mesma zona do campo visual u Cada bloco: sequência de células (50microns) detectoras de direcção: sucessão geomética de +/- 10 graus u Cada bloco: células "cavilha" para processar a côr  Mapas de características u forma, côr, direcção do movimento são processados subsequentemente em áreas associativas diferentes e específicas Habib, p.141

11 5.11 Profundidade e 3D  Indícios binoculares u Convergência binocular longe: nervos interiores distendem-se u disparidade binocular (estereopsia) longe: menor disparidade entre vistas dos dois olhos Sternberg, p.121  Indícios monoculares u Gradiente de textura longe: elementos mais compactados u Paralaxe do movimento longe: elementos em movimento, a sua imagem move-se mais lenta na retina Chang, p.256

12 5.12 TESES DE DAVID MARR (1979)  Tese1: “Os níveis superiores da hierarquia de abstracção devem suportar o fluxo de informação em ambas as direcções”.  Tese2: “Deve existir uma maior interacção entre as representações de baixo nível (do tipo imagens) e as de alto nível (do tipo simbólico)”. (Confirmação biológica por Hubel e Wiesel,1980, das duas teses da Visão Computacional dão prémio Nobel em 1982).

13 5.13 Percepção Visual (2005)  Porquê as imagens (de filmes) parecem as mesmas quando olhadas a partir de ângulos diferentes?  Se o cérebro processasse as imagens do mesmo modo que o faz com os objectos reais, deveríamos ver as coisas nas imagens a mudarem e ficarem distorcidas para todas os locais de uma sala de cinema donde são olhadas. O sistema visual humano corrige automaticamente tais distorções, mas até agora não tinha sido possível explicar como tal era feito.  Usando uma série de experiências psicofísicas, Banks, Girshick e Vishwanath mostraram que o sistema visual ajusta-se ao ponto de vista. De facto, o cérebro faz pequenos ajustes às imagens que os olhos recebem.

14 5.14 Percepção Visual  A percepção visual das imagens projectadas é um factor chave na tomada de decisão humana. A compreensão do modo como os seres humanos vêm e percebem as imagens fornecerá uma melhor explicação sobre os modos como as pessoas respondem bem a certas imagens e mal a outras.  Estes conhecimentos vão ter repercussões no projecto de melhores dispositivos para visualizar filmes a 3D e para criar imagens de computação gráfica mais realistas. E, também para se entender como os olhos e o cérebro trabalham, o que terá aplicação em medicina e psicologia.

15 5.15 Reconhecimento Facial  Com que tipos de conhecimento nasce um bebé?  Os bebés (de macacos e humanos) até 6 meses de idade são capazes de distinguir as faces de alguém dos outros seres que já conheciam. Os bebés aprendem a reconhecer uma nova cara através de um processo que troca percepções em largura com as em profundidade. O mesmo ocorre com os sons da voz.  O conhecimento inato sobre as caras muda ao longo do tempo devido às experiências visuais. Estas aptidões desenvolvem-se em conjunto graças a um único aparelho de sintonização. Os bebés aprendem a reconhecer a cara e a voz da mãe com 2 meses!

16 5.16 Percepção Subconsciente  Estudos recentes (2005) sugerem que o cérebro parece uma grande e poderosa máquina de simulação. Usando os vários caminhos da percepção, à nossa disposição, criamos uma imagem mental do nosso ambiente, mas nem todos os meios de aquisição de dados do cérebro ocorrem conscientemente. Investigações mostraram que a maioria dos dados visuais a que estamos expostos escorregam por nós sem serem registrados, embora continuem a estar na rede de processamento do cérebro.  Questão: Será que o fluxo incessante de dados que entra nas vias neuronais do cérebro terá algum efeito no nosso comportamento?

17 5.17 Percepção Subconsciente  Será que o cinema, a televisão e os jogos de vídeo têm um efeito subliminal nos espectadores? Até que ponto os sinais visuais, que entram pelos nossos olhos adentro, penetram depois na rede de processamento neuronal, sem serem registados conscientemente, e nos fazem mal ao ponto de nos levarem a certos comportamentos perigosos?  Realmente, esses sinais viajam muito mais além do radar da consciência do que até agora os cientistas tinham alguma vez imaginado. Mas, onde começa de facto a visão?

18 5.18 Construção da Visão  A visão começa com a formação de uma imagem na parte de detrás do olho, a qual estimula um fluxo de impulsos nervosos em direcção ao córtex visual, onde os sinais são depois interpretados.  No estudo da influência de uma imagem invisível sobre a visão consciente, feito por Colin Clifford e Justin Harris da Universidade de Sydney, mascararam uma imagem que podia ser percebida pelo cérebro, mas não detectada conscientemente. Mostraram que a imagem invisível recebida por um olho podia influenciar o aparecimento de uma imagem no outro olho: os sinais de uma imagem invisível podem viajar no cérebro pelo menos até ao ponto onde os sinais dos dois olhos são processados.

19 5.19 Construção da Visão  Para atingirem aquele ponto, os sinais de cada olho podem ser dirigidos do meio do cérebro até ao lobo ocipital, na parte detrás da cabeça. O lobo ocipital é, desde há muito, conhecido como o sítio especializado do processamento visual, e muitos cientistas acreditam que é também o lugar da consciência visual. Os estudos de Clifford e Harris põem em causa esta crença, mostrando que a actividade do lobo ocipital pode ocorrer na ausência da consciência visual da percepção.  O clima de terror é um exemplo de os nossos cérebros serem inundados com imagens dos media, muitas das quais podem chegar às vias neuronais subconscientes e afectar as nossas emoções e comportamentos.

20 5.20 Papel da Consciência  Será que a consciência é o dispositivo capaz de nos impedir de entrar em histeria quando há uma ameaça forte à sociedade? Será que é ela também que nos mantem a cabeça fria durante as situações de stress? Todavia, esta aptidão não é usada frequentemente pelas populações!  Quando a sociedade enfrenta um ataque (Setembro 11), o pensamente consciente parece capitular perante um conjunto de comportamentos instintivos primários. E, a sociedade, outrora tolerante,cai numa espécie de paranóia tribal capaz de trocar as liberdades ganhas com esforço e os códigos morais por maior segurança.

21 5.21 Percepção Subconsciente  Será a percepção subconsciente a raíz do mal? De facto, os comportamentos relacionados com a percepção das ameaças podem ser construídos como sobre-reacções emotivas, onde as respostas emocionais instintivas dominam a razão.  Walter Freeman, da Universidade de Berkeley, afirma que a emoção e o pensamento racional, em resposta a estímulos externos, não são facilmente separados, e que existem como uma parte intrínseca da espécie humana. Eles determinam o comportamento de um indivíduo em face de uma escolha crítica ou de um evento traumático.

22 5.22 Percepção Subconsciente  A emoção é uma resposta intencional, a um conjunto de circunstâncias, que se relacionam com as experiências passadas e específicas de um indivíduo particular. Num nível mais complexo, as emoções são experiências, sentimentos que acompanham acções emergentes associadas com ganhos ou perdas futuras.  Por outro lado, a consciência não gera a emoção, e tem mais a ver com o seu controle. As emoções são importantes pois fornecem um suporte comunicativo e catártico, e deste modo permitem a expressão dos sentimentos. A consciência dá a oportunidade de pôr as emoções negativas de lado.

23 5.23 Meditação: atenção vs. consciência  Estudos de Olivia Carter e Jack Pettigrew da Universidade de Queensland sobre a meditação budista revelaram que os estados mentais, e os seus mecanismos neuronais subjacentes, têm uma grande influência na experiência visual consciente. A meditação influencia a rivalidade perceptual, entre a atenção e a consciência, que surge quando imagens diferentes são apresentadas a cada olho. Dá-se então uma flutuação (durante alguns segundos) na imagem dominante que é conscientemente percebida. Embora estes eventos neuronais não estejam ainda completamente compreendidos pensa-se que eles envolvem os mecanismos cerebrais que regulam a atenção e a percepção consciente.

24 5.24 Meditação de Um Ponto  Trabalhos anteriores tinham sugerido que a meditação podia alterar certos aspectos da actividade neuronal do cérebro, embora o significado destas alterações, no que respeita a compreensão da função cerebral, permaneça confusa. Para compreender como a percepção visual é regulada no cérebro investigou-se até que ponto certos tipos da prática de meditação podem influenciar a experiência consciente da rivalidade perceptual visual. Os resultados mais surpreendentes surgiram com monges budistas capazes de manterem o foco de atenção num único objecto ou pensamento, enfoque que conduz à estabilidade e clareza da mente.

25 5.25 Na fronteira das neurociências  A meditação é acompanhada por uma forte actividade de ondas gama cerebrais (frequência de 40 ciclos por segundo), indicadora de pensamento concentrado.  As ondas gama são normalmente fracas nos electroencefalogramas (EEG), mas nos casos de meditação ficam muito fortes. Além disso, as oscilações de diversas partes do córtex ficam sincronizadas, um fenómeno que ocorre algumas vezes em pacientes sob anestesia.  Durante a meditação, muitas partes do cérebro ficam activas, em particular o lobo pré-frontal esquerdo responsável pelas emoções positivas.

26 5.26 Meditação de Um Ponto  Os monges que praticam a meditação de um ponto conseguem maiores durações da dominação perceptual, o que sugere que os processos associados com este tipo de meditação (envolvendo a capacidade de estabelizar a mente) contribuem para o prolongamento do controle perceptual. Ou seja, a rivalidade perceptual pode ser modulada por influências neuronais descendentes de alto nível.  Estes resultados sugerem que é possível manter o enfoque e o controle durante estádios emocionais graves (paranóia induzida pelo medo, xenofobia). O que não impede de ser aconselhável desligar a TV!