Порядок поступления в кратковременную память информации, обработанной в зрительных путях с разной пространственно-частотной настройкой

Зрительные перцептивные репрезентации формируются из результатов обработки входного изображения в параллельных путях с разной пространственно-частотной настройкой. Известно, что эти репрезентации создаются постепенно, начиная с низких пространственных частот. Однако порядок перевода информации из перцептивной репрезентации в кратковременную память до сих пор не определен. Цель нашего исследования — определить закономерность поступления в кратковременную память информации разной пространственной частоты. В экспериментах использовалась задача сопоставления незнакомых лиц. Предварительно оцифрованные фотографии лиц были отфильтрованы шестью фильтрами с шагом частотной настройки 1 октава. Фильтры воспроизводили пространственно-частотные характеристики зрительных путей человека. В эксперименте испытуемому сначала демонстрировалось целевое лицо. Его длительность была переменной и ограничивалась маской. Затем предъявлялись 4 тестовых лица. Их предъявление по времени не ограничивалось. Испытуемый должен был определить, какое из этих тестовых изображений соответствует целевому. Определялась зависимость точности решения задачи от длительности экспозиции целевого лица для разных диапазонов пространственных частот. В том случае, когда целевыми стимулами были неотфильтрованные (широкополосные) лица, тестовыми были отфильтрованные лица, и наоборот. Обнаружено, что в кратковременную память информация о незнакомом лице передается в определенной последовательности, начиная со средних пространственных частот, и эта последовательность не зависит от способа обработки (целостная или признаковая).

Решение проблемы взаимодействия механизмов восприятия и памяти является важным шагом в понимании фундаментальных вопросов организации когнитивных процессов, лежащих в основе формирования категориальной системы и создания ментальной модели мира. Связь между перцепцией и когнитивными функциями более высокого порядка обеспечивается кратковременной памятью (КП), которая является частью рабочей памяти.

1. Барабанщиков В.А., Жегалло А.В., Иванова Л.А. Распознавание экспрессий перевернутого изображения лица // Экспериментальная психология. 2010. Т. 3. № 3. С. 66—83.
2. Шелепин Ю.Е. Введение в нейроиконику. СПб.: Троицкий мост, 2017. 352 с.
3. Arsenault E., Yoonessi A., Baker C. Higher order texture statistics impair contrast boundary segmentation // J Vis. 2011. Vol. 11. № 10. P. 14. doi:10,1167/11.10,14
4. Ashby F.G. Multidimensional models of perception and cognition. Psychology Press, 2014. 544 p.
5. Behrmann M., Richler J.J., Avidan G., et al. Holistic face perception // Oxford handbook of perceptual organization. 2015. P. 758—774.
6. Boulkenafet Z., Komulainen J., Hadid A. Face Spoofing Detection Using Colour Texture Analysis // IEEE Transactions on Information Forensics and Security. 2016. Vol. 11. № 8. P. 1818—1830, doi:10,1109/ TIFS.2016.2555286
7. Brown C., Portch E., Skelton F.C., et al. The impact of external facial features on the construction of facial composites // Ergonomics. 2019. P. 1—18. doi:10,1080/00140139.2018.1556816
8. Carbon C.-C., Leder H. When feature information comes first! Early processing of inverted faces. // Perception. 2005. Vol. 34. № 9. P. 1117—1134. doi:10,1068/p5192
9. Carrasco M., Penpeci-Talgar C., Eckstein M. Spatial covert attention increases contrast sensitivity across the CSF: support for signal enhancement // Vision Res. 2000. Vol. 40. № 10—12. P. 1203—1215.
10. Chaudhuri R., Fiete I. Computational principles of memory // Nat. Neurosci. 2016. Vol. 19, № 3. P. 394— 403. doi:10,1038/nn.4237
11. Cohen E.H., Schnitzer B.S., Gersch T.M., et al. The relationship between spatial pooling and attention in saccadic and perceptual tasks // Vision Res. 2007. Vol. 47. № 14. P. 1907—1923. doi:10,1016/j. visres.2007.03.018
12. Collin C.A., Rainville S., Watier N., et al. Configural and featural discriminations use the same spatial frequencies: a model observer versus human observer analysis // Perception. 2014. Vol. 43. № 6. P. 509— 526. doi:10,1068/p7531
13. Collin C.A., Therrien M., Martin C., et al. Spatial frequency thresholds for face recognition when comparison faces are filtered and unfiltered // Percept Psychophys. 2006. Vol. 68. № 6. P. 879—889.
14. Dimitriou D., Leonard H.C., Karmiloff-Smith A., et al. Atypical development of configural face recognition in children with autism, Down syndrome and Williams syndrome // J Intellect Disabil Res. 2015. Vol. 59, № 5. P. 422—438. doi:10,1111/jir.12141
15. Finzi R.D., Susilo T., Barton J.J.S., et al. The role of holistic face processing in acquired prosopagnosia: evidence from the composite face effect // Visual Cognition. 2016. Vol. 24. № 4. P. 304—320, doi:10,1080/ 13506285.2016.1261976
16. Gao Z., Bentin S. Coarse-to-fine encoding of spatial frequency information into visual short-term memory for faces but impartial decay. // J Exp Psychol Hum Percept Perform. 2011. Vol. 37. № 4. P. 1051—1064. doi:10,1037/a0023091
17. Gaspar C., Sekuler A.B., Bennett P.J. Spatial frequency tuning of upright and inverted face identification. // Vision Res. 2008. Vol. 48, № 28. P. 2817—2826. doi:10,1016/j.visres.2008.09.015
18. Gold J., Bennett P.J., Sekuler A.B. Identification of band-pass filtered letters and faces by human and ideal observers. // Vision Res. 1999. Vol. 39. № 21. P. 3537—3560, doi:10,1016/S0042-6989(99)00080-2
19. Hayward W.G., Crookes K., Chu M.H., et al. Holistic processing of face configurations and components // J Exp Psychol Hum Percept Perform. 2016. Vol. 42. № 10, P. 1482—1489. doi:10,1037/xhp0000246.
20. Jennings B.J., Yu Y., Kingdom F.A.A. The role of spatial frequency in emotional face classification // Atten Percept Psychophys. 2017. Vol. 79. № 6. P. 1573—1577. doi:10,3758/s13414-017-1377-7
21. Johnson A.P., Prins N., Kingdom F.A.A., et al. Ecologically valid combinations of first- and second-order surface markings facilitate texture discrimination // Vision Res. 2007. Vol. 47. № 17. P. 2281—2290, doi:10,1016/j.visres.2007.05.003
22. Kamps F.S., Morris E.J., Dilks D.D. A face is more than just the eyes, nose, and mouth: fMRI evidence that face-selective cortex represents external features // Neuroimage. 2019. Vol. 184. P. 90—100, doi:10,1016/j. neuroimage.2018.09.027
23. Kauffmann L., Chauvin A., Guyader N., et al. Rapid scene categorization: role of spatial frequency order, accumulation mode and luminance contrast. // Vision Res. 2015. Vol. 107. P. 49—57. doi:10,1016/j. visres.2014.11.013
24. Musel B., Kauffmann L., Ramanoël S., et al. Coarse-to-fine categorization of visual scenes in scene-selective cortex // J Cogn Neurosci. 2014. Vol. 26. № 10, P. 2287—2297. doi:10,1162/jocn_a_00643
25. Näsänen R. Spatial frequency bandwidth used in the recognition of facial images // Vision Research. 1999. Vol. 39. № 23. P. 3824—3833. doi:10,1016/S0042-6989(99)00096-6
26. Olzak L.A., Thomas J.P. Neural recoding in human pattern vision: model and mechanisms // Vision Res. 1999. Vol. 39. № 2. P. 231—256.
27. Ouyang S., Hospedales T.M., Song Y.-Z., et al. ForgetMe№t: Memory-Aware Forensic Facial Sketch Matching // The IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR). 2016. P. 5571— 5579.
28. Parker D.M., Costen N.P. One extreme or the other or perhaps the golden mean? Issues of spatial resolution in face processing // Current Psychology. 1999. Vol. 18. № 1. P. 118—127. doi:10,1007/s12144-999-1021-3
29. Peli E., Lee E., Trempe C.L., et al. Image enhancement for the visually impaired: the effects of enhancement on face recognition. // J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis. 1994. Vol. 11. № 7. P. 1929—1939.
30. Peters J.C., Vlamings P., Kemner C. Neural processing of high and low spatial frequency information in faces changes across development: qualitative changes in face processing during adolescence // Eur. J. Neurosci. 2013. Vol. 37. № 9. P. 1448—1457. doi:10,1111/ejn.12172
31. Petras K., Ten Oever S., Jacobs C., et al. Coarse-to-fine information integration in human vision // Neuroimage. 2019. Vol. 186. P. 103—112. doi:10,1016/j.neuroimage.2018.10,086
32. Ramon M., Vizioli L., Liu-Shuang J., et al. Neural microgenesis of personally familiar face recognition // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2015. Vol. 112. № 35. P. E4835-4844. doi:10,1073/pnas.1414929112
33. Rohr M., Tröger J., Michely N., et al. Recognition memory for low- and high-frequency-filtered emotional faces: Low spatial frequencies drive emotional memory enhancement, whereas high spatial frequencies drive the emotion-induced recognition bias // Mem Cognit. 2017. Vol. 45. № 5. P. 699—715. doi:10,3758/s13421- 017-0695-2
34. Royer J., Willenbockel V., Blais C., et al. The influence of natural contour and face size on the spatial frequency tuning for identifying upright and inverted faces // Psychol Res. 2017. Vol. 81. № 1. P. 13—23. doi:10,1007/s00426-015-0740-3
35. Ruiz-Soler M., Beltran F.S. Face perception: an integrative review of the role of spatial frequencies // Psychol Res. 2006. Vol. 70, № 4. P. 273—292. doi:10,1007/s00426-005-0215-z
36. Sakai K., Inui T. A feature-segmentation model of short-term visual memory. // Perception. 2002. Vol. 31. № 5. P. 579—589. doi:10,1068/p3320
37. Tanaka J.W., Sung A. The «Eye Avoidance» Hypothesis of Autism Face Processing // J Autism Dev Disord. 2016. Vol. 46. № 5. P. 1538—1552. doi:10,1007/s10803-013-1976-7
38. Thomas S.R., Barsalou N. Applying Human Spatial Vision Models to Real-World Target Detection and Identification: A Test of the Wilson Model // Vision Models For Target Detection And Recognition: In Memory of Arthur Menendez. World Scientific, 1995. P. 219—244.
39. Tobin A., Favelle S., Palermo R. Dynamic facial expressions are processed holistically, but not more holistically than static facial expressions // Cogn Emot. 2016. Vol. 30. № 6. P. 1208—1221. doi:10,1080/02 699931.2015.1049936
40. Van Rheenen T.E., Joshua N., Castle D.J., et al. Configural and Featural Face Processing Influences on Emotion Recognition in Schizophrenia and Bipolar Disorder // J Int Neuropsychol Soc. 2017. Vol. 23. № 3. P. 287—291. doi:10,1017/S1355617716001211
41. Williams N.R., Willenbockel V., Gauthier I. Sensitivity to spatial frequency and orientation content is not specific to face perception. // Vision Res. 2009. Vol. 49. № 19. P. 2353—2362. doi:10,1016/j. visres.2009.06.019
42. Wilson H.R., Gelb D.J. Modified line-element theory for spatial-frequency and width discrimination. // J Opt Soc Am A. 1984. Vol. 1. № 1. P. 124—131.

PlumX

Метрики публикации