Modelovanie kognitívnych procesov so zameraním na videnie

modelovanie videnia

primárna vizuálna kôra

biologické spracovanie informácií

komplementárne spracovanie

laminárne spracovanie

LaminART

perceptuálne zoskupovanie

pozornosť

• Zoznam obrázkov -11-
  Zoznam symbolov a skratiek -13-
  Slovník termínov -14-
  Úvod -16-
  1 Formulácia úlohy -19-
  2 Evolučný vývoj a funkcia vizuálneho systému -20-
  2.1 Replikačná bomba -20-
  2.2 Nástroje prežitia -20-
  2.3 Kvalitný dizajn -21-
  2.4 Vývoj mozgu, vizuálneho systému a vedomia -22-
  2.5 Funkcia a povaha vizuálneho vnímania -24-
  3 Teoretické prístupy k modelovaniu -28-
  3.1 Top-down -28-
  3.2 Bottom-up -31-
  3.3 Kombinovaný prístup -33-
  4 Štruktúra vizuálneho systému -35-
  4.1 Sietnica ako zrakový vstup -35-
  4.2 Vizuálne nervové cesty -38-
  4.3 Vizuálne oblasti v mozgovej kôre -40-
  4.4 Anatómia a fyziológia oblasti V1 -45-
  5 Grossbergove modelovanie -49-
  5.1 On-center Off-surround shunting siete -49-
  5.1.1 Jednoduchý dynamický neurón -49-
  5.1.2 Dilema šum-saturácia -50-
  5.1.3 Shunting dynamický neurón -52-
  5.2 BCS/FCS model -54-
  5.2.1 Motivácia pre návrh modelu -54-
  5.2.2 Komplementárne spracovanie -55-
  5.2.3 Schéma modelu -56-
  5.3 Model LaminART -57-
  5.3.1 ART -59-
  5.3.2 Bipólová vlastnosť -62-
  5.3.3 Spoločné a rozdielne vlastnosti zoskupovania a pozornosti -66-
  5.3.4 Neurálne obvody modelu -68-
  6 Implementovaný model LaminART -76-
  6.1 Rovnice modelu -76-
  6.2 Spracovanie obrazu (iteračný výpočet) -89-
  7 Experimenty -90-
  7.1 Polatov experiment -94-
  7.2 Reynoldsov experiment -98-
  7.3 Roelfsemov experiment -104-
  7.4 Celkové zhodnotenie výsledkov -108-
  8 Záver -111-
  Zoznam použitej literatúry -113-
  Prílohy -116-

• Palmer, S. E. (1999): Vision science: Photons to phenomenology, Cambridge, MA: Bradford Books/MIT Press.
• Kopčo, N. (2005): Výpočtová a kognitívna neuroveda, Prednášky z predmetu, TU Košice.
• Grossberg, S. (2003): How does the cerebral cortex work? Development, learning, attention, and 3-D vision by laminar circuits of visual cortex, Behavioral and Cognitive Neuroscience Reviews, 2(1):47-76.
• Darwin, C. R. (1859), The Origin of Species, London: John Murray.
• Dawkins, R. (1986), The Blind Watchmaker, Harlow: Longman.
• Dawkins, R. (1976/1989), The Selfish Gene (2nd ed.), Oxford: Oxford University Press.
• Gáliková, S., & Gál, E. (2003), Antológia filozofie mysle, Bratislava: Kalligram.
• Rybár, J., Beňušková, L., & Kvasnička, V. (2002), Kognitivne vedy, Bratislava: Kalligram.
• Marr, D. (1982), Vision: A computational investigation into the human representation and processing of visual information, San Francisco: W. H. Freeman.
• Simon, H. A. (1969), The sciences of the artificial, Cambridge, MA: MIT Press.
• Hertz, J., Krogh, A., & Palmer, R. (1991), Introduction to the Theory of Neural Computation, Addison-Wesley, Redwood City.
• Kvasnička, V., & Pospíchal, J. (2002), Kognitívne vedy, Bratislava: Kalligram.
• Kopčo, N. (1998), Biologicky motivované neurónové siete, Dizertačná práca, TU Košice.
• Gleick, J. (1987), Chaos: Making a New Science, New York: Viking.
• Grossberg, S. (1999), The Link between Brain Learning, Attention, and Consciousness, Consciousness and Cognition, Vol. 8, 1-44.
• Novák, M., Faber, J., & Kufudaki, O. (1993), Neuronové sítě a informační systémy živých organismů, Praha: Grada.
• Dobeš, M. (2005), Základy neuropsychológie, Košice: Spoločenskovedný ústav SAV.
• ...
• Somers, D. C., Dale, A. M., Seiffert, A. E., & Tootell, R. B. (1999), Functional MRI reveals spatially specific attentional modulation in human primary visual cortex, Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 96, 1663-1668.
• Caputo, G., & Guerra, S. (1998), Attentional selection by distractor suppression, Vision Research, 38(5), 669-689.
• Roelfsema, P. R., Lamme, V. A. F., & Spekreijse, H. (1998), Object-based attention in the primary visual cortex of the macaque monkey, Nature, 395, 376-381.
• von der Heydt, R., Peterhans, E., & Baumgartner, G. (1984), Illusory contours and cortical neuron responses, Science, 224, 1260-1262.
• Salin, P., & Bullier, J. (1995), Corticocortical connections in the visual system: Structure and function, Physiological Reviews, 75, 107-154.
• Bullier, J., Hupé, J. M., James, A., & Girard, P. (1996), Functional interactions between areas V1 and V2 in the monkey, Journal of Physiology (Paris), 90, 217-220.
• Murphy, P.C., & Sillito, A.M. (1996), Functional morphology of the feedback pathway from area 17 of the cat visual cortex to the lateral geniculate nucleus, Journal Neuroscience, 16, 1180-1192.
• Sillito, A.M., Jones, H.E., Gerstein, G.L., & West, D.C. (1994), Feature- linked synchronization of thalamic relay cell firing induced by feedback from the visual cortex, Nature, 369, 479-482.
• Thorpe, S., Fize, D., & Marlot, C. (1996), Speed of processing in the human visual system, Science, 381, 520-522.
• Hirsch, J. A., Alonso, J. M., Reid, R. C., & Martinez, L. M. (1998), Synaptic integration in striate cortical simple cells, Journal of Neuroscience, 18(22), 9517-9528.
• Alonso, J. M., & Martinez, L. M. (1998), Functional connectivity between simple cells and complex cells in cat striate cortex, Nature Neuroscience, 1(5), 395-403.
• Bosking, W., Zhang, Y., Schofield, B., & Fitzpatrick, D. (1997), Orientation selectivity and the arrangement of horizontal connections in tree shrew striate cortex, Journal of Neuroscience, 17(6), 2112-2127.
• Polat, U., Mizobe, K., Pettet, M. W., Kasamatsu, T., & Norcia, A. M. (1998), Collinear stimuli regulate visual responses depending on cell’s contrast threshold, Nature, 391, 580-584.
• Reynolds, J., Chelazzi, L., & Desimone, R. (1999), Competitive mechanisms subserve attention in macaque areas V2 and V4, Journal of Neuroscience, 19, 1736-1753.