Рассел Л. Де Валуа - Russell L. De Valois
Рассел Л. Де Валуа (15 декабря 1926 - 20 сентября 2003) был американским ученым, получившим признание за свои новаторские исследования в области пространственного и цветового зрения.
Биографический
Рассел Де Валуа родился в Эймсе, штат Айова , 15 декабря 1926 года. Он провел большую часть своей ранней жизни в Тамил Наду, Индия , где его родители руководили сельскохозяйственной миссионерской станцией. Он посещал школу Highclerc School (ныне Международная школа Кодайканала ), школу-интернат в Кодайканале , в горах Южной Индии.
Де Валуа учился в Оберлинском колледже, где получил степень бакалавра в области зоологии и физиологии и степень магистра психологии. Он продолжил образование в Мичиганском университете , получив докторскую степень. в 1952 году получил докторскую степень по физиологической психологии. После докторской диссертации в Германии, в Университете Фрайбурга , де Валуа вернулся в Мичиганский университет в качестве научного сотрудника и преподавателя психологии и офтальмологии и был одним из первых ученых-резидентов в недавно созданном Институте Кресге. для исследований в офтальмологии. После пяти лет в Анн-Арборе он принял назначение на факультет психологии Университета Индианы , где оставался до 1968 года. Именно во время его пребывания в Университете Индианы профессор Де Валуа вместе с аспирантами Джеральдом Джейкобсом (сейчас в университете) из Калифорнии, Санта-Барбара ) и Исраэль Абрамов (сейчас работает в Бруклинском колледже ), начали исследование того, как реакции клеток-противников в латеральном коленчатом ядре макак связаны с теориями восприятия цвета. В Индиане Де Валуа познакомился с Карен Кеннеди, на которой женился в 1969 году. Его брак стал началом 34-летнего партнерства и интеллектуального сотрудничества.
Последние 35 лет карьеры Де Валуа провел в Калифорнийском университете в Беркли , где он был профессором кафедры психологии, нейробиологии, оптометрии и зрительной науки. В Беркли де Валуа продолжил свои фундаментальные исследования цветового зрения и в сотрудничестве с Карен начал серию исследований обработки пространственной информации на ранних стадиях визуальной системы.
20 сентября 2003 года Де Валуа скончался от травм, полученных в автомобильной катастрофе, которая произошла, когда он и Карен возвращались из Эстес-Парка, штат Колорадо , где они присутствовали на собрании 60-й средней школы с одноклассниками из Highclerc School.
Исследовать
Цветовое зрение
В период с 1955 по 1965 год в штатах Мичиган и Индиана Де Валуа разработал методы измерения как электрофизиологических, так и психофизических реакций макак на хроматические стимулы. Пытаясь понять нейрофизиологию, лежащую в основе цветового зрения, он применил эти методы для оценки реакции отдельных клеток зрительной системы приматов. Де Валуа провел серию экспериментов, направленных на рассмотрение научного противоречия, уходящего своими корнями в теории цветового зрения девятнадцатого века Юнга, Гельмгольца и Геринга. Исходя из наблюдений за соответствием цветов, Янг и Гельмгольц предположили, что цветовое зрение основано на наличии трех наборов частиц или трех типов нервных волокон в глазу, которые преимущественно чувствительны к красному, зеленому и синему цветам. Геринг , начиная с наблюдений за появлением цвета, предположил, что восприятие цвета возникло из спектрально-оппонентных механизмов в зрительной системе, которые противопоставляли красный цвет зеленому и синий цвет желтому. Ряд экспериментов показал, что спектральные отклики фотопигментов в трех типах колбочек, обнаруженных в сетчатке, могут обеспечить биофизический коррелят для первой стадии трехцветного цветного зрения, объяснение в соответствии с постулатами Юнга и Гельмгольца. Однако открытие хроматически-антагонистических нейронов в латеральном коленчатом ядре обезьяны (LGN) Де Валуа и его коллегами продемонстрировало нейронный субстрат для второго этапа обработки цвета, подобный предложенному Герингом. В двух публикациях они описали четыре типа клеток: один набор, который имел возбуждающие ответы в длинноволновом («красном») диапазоне длин волн и тормозные ответы на средних («зеленых») длинах волн (R + G-), и наоборот (G + Р-); и второй набор, который имел возбуждающие ответы на короткие («синие») волны и тормозные ответы на средние и длинные («желтые») длины волн B + Y- и наоборот (Y + B-). Влияние этой работы можно увидеть в названии его статьи «Анализ паттернов ответа клеток LGN» в 1981 году в Current Contents как «Citation Classic».
В Беркли де Валуа продолжил электрофизиологические и психофизические исследования цветового зрения. В серии исследований зрения обезьян Де Валуа и его коллеги измерили поведенческие реакции обезьян как на хроматические, так и на пространственные вариации. То, что дискриминация по длине волны и яркостная контрастная чувствительность, измеренные у обезьян, были очень похожи на те, которые были получены для людей-наблюдателей, позволили Де Валуа постулировать актуальность его электрофизиологических записей на макаках для обработки коры головного мозга на ранних стадиях зрительной системы человека. Кроме того, де Валуа продемонстрировал, что многие отдельные клетки первичной зрительной коры будут избирательно реагировать как на цвет, так и на форму. В 1975 году Рассел и Карен де Валуа написали обзорную статью «Нейронное кодирование цвета», в которой содержится краткое изложение современного понимания нейронных реакций на хроматические стимулы.
Де Валуа также возобновил свой интерес к взаимосвязи своих более ранних записей LGN с восприятием цвета и был среди ряда исследователей, которые осознали, что реакции нейронов противника LGN не могут количественно объяснить все явления, связанные с процессами восприятия противника. В сотрудничестве с Карен де Валуа он предложил новую модель для устранения этого несоответствия. Эта модель, основанная на аргументах, полученных как из анатомических, так и из перцептивных данных, предложила третий этап обработки цвета нейронами, расположенными в коре головного мозга, где входные данные от клеток LGN («второй этап») были рекомбинированы, чтобы дать новый набор «повернутых». цветовые оси согласуются с перцептивными суждениями об уникальном оттенке и другими аспектами каналов восприятия оппонента. В серии статей Де Валуа и его аспиранты исследовали электрофизиологические корреляты этой многоступенчатой модели.
Пространственное видение
Во время переезда Де Валуа в Беркли линейный системный анализ появлялся как инструмент для изучения ранних стадий визуальной обработки. Хотя этот метод давно применялся к проблемам в оптике и технике, зрительные ученые Фергус Кэмпбелл и Джон Робсон измерили чувствительность человека к образцам пространственных синусоидальных решеток различной периодичности и впервые предложили пространственно-частотно-избирательные «каналы» для объяснения ряда психофизических явлений в мире. восприятие закономерностей. Де Валуа, в соответствии со своим убеждением, что восприятие должно быть связано с реакциями нейронов, ухватился за эти открытия и начал электрофизиологические исследования механизмов ранней визуальной обработки формы.
В этих исследованиях де Валуа и его коллеги нашли подтверждение гипотезе о том, что ранняя зрительная система передает информацию о паттернах, используя локальную двумерную пространственную частоту или вейвлет- кодирование. Среди основных моментов этой работы было то, что для нейронов первичной зрительной коры (V1): i. у большинства есть рецептивные поля, соответствующие ограниченному диапазону пространственных частот и ориентаций; II. представлены различные частоты и ориентации; и iii. ответы на некоторые более сложные шаблоны могут быть предсказаны настройкой пространственной частоты ячейки и амплитудой пространственной частоты в спектре Фурье шаблона. Как и в предыдущих исследованиях, электрофизиологические данные были дополнены психофизическими данными обезьян и человека. К 70 годам де Валуа продолжал заниматься преобразованием визуальной информации в LGN и полосатой коре. В исследованиях с Н. Коттарис и другими Де Валуа применил методы обратной корреляции для изучения преобразований пространственной, временной и хроматической информации в LGN и полосатой коре.
Функциональные анатомические исследования зрительной коры , что используемые 2- 14 C-дезоксиглюкоза авторадиографии Другой важным инструмента в исследованиях де Валуа пространственного и хроматического видения. В серии статей Р. Тутелл, М. Сильверман, Э. Свиткс, Р. Де Валуа и др. Показали: i. столбчатое расположение нейронов, которые реагируют на аналогичные пространственные частоты в полосатой коре головного мозга; II. структурированная взаимосвязь богатых цитохромоксидазой (CYTOX) областей («капли и полосы») в первичной и вторичной зрительной коре; и iii. топографические отношения между каплями CYTOX и нейронами, настроенными на пространственную частоту или цвет. Исследования дезоксиглюкозы также предоставили иллюстрации ранее известной ретинотопной организации и столбцов окулярного доминирования.
Краеугольным камнем работы Де Валуа на протяжении десятилетий 1970-х и 1980-х годов была публикация книги « Пространственное видение», написанной в сотрудничестве с Карен К. Де Валуа.
Признание
Де Валуа был избран членом Общества экспериментальных психологов (1968), Национальной академии наук (1976) и членом Американской ассоциации содействия развитию науки (1977). Де Валуа также получил премию APA за выдающийся научный вклад в психологию в 1977 г., медаль Уоррена от Общества экспериментальных психологов (1979 г.), медаль Тиллера от Оптического общества Америки (1988 г.), признание в качестве стипендиата Уильяма Джеймса. Американское психологическое общество (1991 г.) и медаль Прентиса Американской академии оптометрии (2002 г.).