Interferenzintegrale bei verschiedenen Geschwindigkeiten

Berechnungen: Sabine Höfs & Gerd Heinz, Text: Gerd Heinz

Ergänzende Anmerkung 2012: Wer mit dem Mobfon auf dem Meer fahrende Segelboote fotographiert hat, war hinterher enttäuscht. Auf den Bildern erscheinen statt der Segelboote winzige, weiße Flecke am Horizont. Dabei waren die Segelboote doch so deutlich zu erkennen! Wir haben es mit der sogenannten Mondtäuschung zu tun. Die hier vorgestellten Experimente dienten 1995 dazu, die Möglichkeit eines ionischen Zooms der nervlichen Abbildung zwischen Retina und Cortex zu veranschaulichen: Unser Nervensystem zoomt mit einer simplen, globalen Geschwindigkeitsvariation! Vergleiche dazu auch die Zoom-Diskussion.

Verschiedene Experimente wurden gemacht, um aus 30-kanaligen ECoG-Daten Reste nervlicher Spike-Aktivität zu extrahieren, die in einem homogenen IN mit inverser Zeitachse rekonstruierbar sind. Die Versuche lieferten die Überzeugung, daß ECoG-Zeitfunktionen keine solchen Reste enthalten.

Bild 0: Aufnahmenanordnung: Elektrodenfolie mit x- und y-Raster je 10 mm wird zwischen Dura und Schädelknochen geschoben. Deren Krümmung konnte nicht vermessen werden. Die Tiefe der Elektroden (x,y,z) war unbekannt. Zur Approximation der Tiefenkoordinate z jeder Elektrode wurde ein Rotationsellipsioid mit durchschnittlichen Schädeldimensionen angenommen.


Bild 1: Integrale Geschwindigkeitsvariationen (0,08 ... 0,25 m/s, Maximum 7.10D5 bei 0,08 m/s; Tiefe der Schicht z von -50...0 mm)
Tiefe z in mm; Ellipsoidanordnung der Elektroden mit d = 16/12/12 cm (Schädelapproximation); Integral über 2k Samples bei fs = 2kHz, Interferenzmaximum mit "max" gekennzeichnet. Algorithmus: Addition der Kanäle mit Kontrastverstärkung 3, Kanaldatensatz eeg30og.chl

Es sind dieselben Zoomeffekte zu bemerken, die in der Simulation verifiziert werden konnten. Die Zoomqualität ist abhängig von der präzisen Elektrodenanordnung. Werden falsche Elektrodenkoordinaten gewählt, divergieren die Bildinhalte stärker (zu sehen im Vergleich von Kugel- zu planarer Anordnung).


Bild 2: Integrale Geschwindigkeitsvariationen (0,30 ... 1,5 m/s, Maximum 2.64D5 bei 0,4 m/s; Tiefe der Schicht z von -50...0 mm)
Tiefe z in mm; Ellipsoidanordnung der Elektroden mit d = 16/12/12 cm (Schädelapproximation); Integral über 2k Samples bei fs = 2kHz, Interferenzmaximum mit "max" gekennzeichnet. Algorithmus: Addition der Kanäle mit Kontrastverstärkung 3, Kanaldatensatz eeg30og.chl

Es sind dieselben Zoomeffekte zu bemerken, die in der Simulation verifiziert werden konnten. Die Zoomqualität ist abhängig von der präzisen Elektrodenanordnung. Werden falsche Elektrodenkoordinaten gewählt, divergieren die Bildinhalte stärker (zu sehen im Vergleich von Kugel- zu planarer Anordnung).


Geschwindigkeitsvariation einer Momentaufnahme



Bild 3: Geschwindigkeitsvariationen für identischen Kanaldatenausschnitt. Es zeigt sich, daß eine dominante Frequenz des Wellenschlages existiert, deren Wellenlänge mit Variation der Hintergrundgeschwindigkeit variiert.

Die Aufnahmen verdeutlichen zoomende Eigenschaften der Interferenztransformation (Rekonstruktion). Leider war es nicht möglich, die Aufnahmen auf denselben Zeitpunkt zu zentrieren. Durch einseitige Fixierung der Masken entsteht Zooming mit überlagertem Movement (Wellenbewegung).


Vergleich der Wirkung von Filteralgorithmen/Verknüpfungen



Bild 4: Spalten: 1 Addition, 2 Addition mit Quadrierung, 3 Addition mit exp-Funktion, 4 Addition mit k/r² exp-Funktion, 5 Addition mit r²/k exp-Funktion. Senkrecht: fortlaufende Zeitpunkte

Die Aufnahme von Bild 4 zeigt, daß lineare/nichtlinere Filterung der Zeitfunktionen (siehe Spalten) stets nur eine Kontrastveränderung im Bild bewirkt.




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