Temporal processing of objects across poses in the human brain: An MEG study of visual perception
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
53
Series
Abstract
Humans can robustly recognize objects, even in unusual poses. During object recognition, cortical object representations become increasingly invariant to different poses. However, additional time is required to recognize objects in these unusual poses. While previous studies have investigated the temporal dynamics of pose-invariant object representations across distinct object categories, less is known about how such representations develop for objects that share similar low-level features. In this master's thesis, the temporal evolution of object representations was investigated for both visually distinct objects and visually similar objects presented in rotated views. Magnetoencephalography (MEG) was used to record brain activity from 20 subjects while they viewed images of eight distinct objects (dog, body, building, strawberry, face, dresser, tool, and bus) and eight chairs that share similar low-level features. Each object was shown in five different in-plane orientations (0°, 45°, 90°, 135°, and 180°). Time-resolved multivariate decoding analysis and representational similarity analysis (RSA) were used to reveal how the object representations of rotated objects unfold in time. RSA and decoding analysis showed that for both visually distinct objects and visually similar objects, pose-invariant and fixed-pose representations emerged around 70 ms and peaked around 120 ms. For the visually similar objects, a slow progressive increase in pose-invariance was observed approximately at 200-700 ms, suggesting that object representations become increasingly invariant during this later stage of visual object processing. This could be due to the attentive nature of the task with visually similar objects.Ihmiset tunnistavat yleensä vaivattomasti jopa epätavallisissa asennoissa esitetyt esineet. Ihmisen aivoissa esineiden edustukset muuttuvat esineitä tunnistettaessa yhä enemmän asennosta riippumattomaksi. Epätavallisissa asennoissa esitettyjen esineiden tunnistaminen vaatii kuitenkin enemmän aikaa kuin tavanomaisissa asennoissa nähtyjen esineiden. Aiemmissa tutkimuksissa on tutkittu asennosta riippumattomien esineiden edustusten kehitystä ajassa erilaisille esineluokille. Vähemmän kuitenkin tiedetään siitä, kuinka nämä edustukset kehittyvät esineille, joilla on samankaltaisia matalan tason visuaalisia piirteitä. Tässä diplomityössä tutkittiin esineiden edustusten kehitystä ajassa sekä visuaalisesti erilaisille, että visuaalisesti samankaltaisille, eri asennoissa esitetyille esineille. Magnetoenkefalografialla (MEG) mitattiin 20 koehenkilön aivotoimintaa heidän katsoessa kuvia kahdeksasta erilaisesta esineestä (koira, vartalo, rakennus, mansikka, kasvot, lipasto, työkalu ja bussi) sekä kahdeksasta tuolista, joilla on samankaltaiset visuaaliset matalan tason piirteet. Jokainen esine näytettiin viidessä eri rotaatiossa (0°, 45°, 90°, 135° ja 180°). Luokitteluanalyysin sekä esineiden aiheuttamien vasteiden samankaltaisuuden perusteella selvitettiin, miten pyöritettyjen esineiden edustukset kehittyvät ajassa. Luokitteluanalyysin ja esineiden aiheuttamien vasteiden samankaltaisuuden perusteella sekä visuaalisesti erilaisille, että visuaalisesti samankaltaisille esineille havaittiin, että esineen asennosta riippumattomat ja riippuvat edustukset alkoivat kehittyä noin 70 millisekunnin kohdalla saavuttaen huippunsa noin 120 millisekunnin kohdalla. Visuaalisesti samankaltaisille esineille havaittiin progressiivinen kasvu esineen asennosta riippumattomuudessa noin 200-700 millisekunnin välillä. Tämä kasvu saattaa viitata siihen, että esineden edustukset muuttuvat voimistuvasti riippumattomiksi tässä myöhäisessä esineiden käsittelyn vaiheessa. Tämä voisi johtua ihmisen tarkkaivaisuutta vaativasta tehtävän luonteesta visuaalisesti samankaltaisen esineiden osion aikana.Description
Supervisor
Deny, StephaneThesis advisor
Henriksson, LindaDeny, Stephane