Behavioral and computational investigation of the effect of prior knowledge on visual perception
Ön bilginin görsel algı üzerindeki etkisinin davranışsal ve hesaplamalı modellerle incelenmesi
- Tez No: 661786
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN BOYACI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Psikoloji, Psychology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nörobilim Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Görsel algı, aşağıdan yukarıya ve yukarıdan aşağıya işlenen bilginin dinamik bir etkileşimi ile gerçekleşir. Ön bilgi ve beklentiler, yaklaşan olayların tahmin edilmesi ve hatta belirsiz veya gürültülü bir duyusal uyaranda ne görüldüğünün belirlenmesi için rehberlik edebilir. Beklentilerin, tanıma veya karar verme süreçleri üzerindeki iyi bilinen kolaylaştırıcı etkilerine rağmen, erken duyusal süreçlerin beklentilerden etkilenip etkilenmediği ve nasıl etkilendiği belirsizliğini korumaktadır. Bu tez, beklentilerin erken görsel süreçler üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Bu amaçla, beklentinin görsel algı üzerinde eşik seviyesindeki etkilerini incelemek için davranışsal deneyler yapılmış ve bu etkilerin altında yatan hesaplamalı mekanizmaları ortaya çıkarmak için yinelemeli bir Bayes modeli ve kortikal bir model kullanılmıştır. Davranışsal deneylerde, beklentinin geçerliliği ayrı oturumlarda sistematik olarak değiştirilmiş ve belirli bir başarı düzeyine ulaşmak için gereken en kısa sunum süresi olan süre eşikleri ölçülmüştür. Davranışsal bulgular, karşılanan beklentilerin süre eşiklerini azaltmadığını, karşılanmayan beklentilerin süre eşiklerini artırdığını göstermiştir. Daha sonra, yinelemeli bir Bayes modeli kullanılarak, davranışsal deneylerde elde edilen deneysel veriler modellenmiştir. Modelleme sonuçları, karşılanmayan beklentilerde gözlemlenen eşik süresindeki artışın, sistemin iç parametrelerindeki bir değişiklikten kaynaklanmadığını göstermiştir. Bunun yerine, duyusal sürecin tamamlanması için sistem tarafından ek hesaplamalar gerekmektedir. Son olarak, tahmine dayalı işleme çerçevesinde, davranışsal bulguların açıklanması ve gözlenen etkilerin altında yatan olası nöral mekanizmalarının tartışılması amacıyla kortikal bir model kullanılmıştır. Kortikal model bulguları, Bayes modeli sonuçlarıyla uyumlu olarak, beklentiler karşılanmadığında daha uzun bir işlemenin gerekli olduğunu ortaya koymuştur. Genel olarak, bu çalışmada önerilen hesaplamalı modeller, gözlemlenen davranışsal etkileri açıklayabilmektedir. Önerilen deneysel tasarım ve hesaplamalı modeller geliştirilmeye açıktır ve farklı uyaranlar, görevler ve duyusal modalitelerde de uygulanabilir.
Özet (Çeviri)
Visual perception results from the dynamic interaction of bottom-up and top-down processes. Top-down prior knowledge and expectations can guide us to predict upcoming events and even determine what we see in an ambiguous or noisy sensory stimulus. Despite the well-established facilitating effects of expectations on recognition or decision-making, whether and how early sensory processes are affected by expectations remain unclear. This dissertation attempts to investigate the effect of expectations on early visual processes. To this end, we used behavioral experiments to examine the effects of expectation on visual perception at the threshold level and implemented a recursive Bayesian model and a recurrent cortical model to unravel the computational mechanisms underlying those effects. In the behavioral experiments, we systematically manipulated expectation's validity in separate sessions and measured duration thresholds, which is the shortest presentation time sufficient to achieve a certain success level. Our behavioral findings showed that valid expectations do not reduce the thresholds, rather unmet expectations lead them to increase. Next, using a recursive Bayesian updating scheme, we modeled the empirical data obtained in the behavioral experiments. Model fitting showed that higher thresholds observed in the unmet expectations are not due to a change in the internal parameters of the system. Instead, additional computations are required by the system to complete the sensory process. Finally, within the predictive processing framework, we implemented a recurrent cortical model to explain the behavioral findings and discuss possible neural mechanisms underlying the observed effects. The cortical model findings were in agreement with the Bayesian model results, revealing that longer processing is needed when expectations are not met. Overall, the computational models that are proposed in this study provide a parsimonious explanation for the observed behavioral effects. The proposed experimental paradigm and the computational models offer a novel framework that can be extended and used in other stimuli, tasks, and sensory modalities.
Benzer Tezler
- Behavioral and neural investigation on the effects of prior information on biological motion perception
Ön bilginin biyolojik hareket algısı üzerindeki etkilerinin davranışsal ve nöral olarak incelenmesi
HÜSEYİN ORKUN ELMAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Psikolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiNörobilim Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU AYŞEN ÜRGEN
- A tool oriented approach to digital making and control in design
Dijital yapma biçimleri ve tasarımda kontrole araç odaklı bir yaklaşım
GAMZE GÜNDÜZ
Doktora
İngilizce
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Experimental and computational investigation of structure-reactivity relationship of methacrylates
Metakrılatların yapı-reaktivite ilişkilerinin deneysel ve hesapsal incelenmesi
ÖZLEM KARAHAN
Doktora
İngilizce
2012
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DUYGU AVCI SEMİZ
PROF. VİKTORYA AVİYENTE
- Geogrid-donatılı kum zemine oturan temellerin taşıma kapasitesi
Bearing copacity of footings on geogrid-reinforced sand
TEMEL YETİMOĞLU
- Monitoring rice fields using synthetic aperture radar
Başlık çevirisi yok
ONUR YÜZGÜLLÜ
Doktora
İngilizce
2017
BiyomühendislikEidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH)PROF. DR. IRENA HAJNSEK
