10 בנובמבר 2010
היריבות המשקפת מתרחשת כאשר העיניים מוצגות תמונות שונות באותו מקום: תמונה אחת שולטת בעוד אחרים מודחק, וחלופות הדומיננטיות מעת לעת. היריבות שימושי לחקר מבחר תפיסתי ומודעות חזותית. כאן אנו מתארים שיטות קל מספר יצירה ושימוש גירויים היריבות המשקפת.
כל אחת מהעיניים שלנו רואה בדרך כלל תמונה מעט שונה, והמוח משלב את שתי התמונות האלה לייצוג קוהרנטי אחד. עם זאת, כאשר מוצגים לעיניים דימויים שונים מספיק זה מזה, מתרחש דפוס של חילופי תפיסה, דימוי אחד שולט בתודעה ואילו השני מודחק. הדומיננטיות מתחלפת בין שתי התמונות בדרך כלל כל כמה שניות.
תופעה תפיסתית זו ידועה בשם יריבות דו-עינית. כדי ליצור גירוי יריבות דו-עינית, כל עין מוצגת עם תמונה שונה באותו מיקום נתפס. סרטון זה מתאר מספר דרכים זולות ופשוטות ליצור ולהשתמש ביריבות דו-עינית.
היי, אני דוד כרמל. אני פוסט-דוקטורנט במחלקה לפסיכולוגיה באוניברסיטת ניו יורק. היי, אני מייק ארקה ואני סטודנט לתואר שני במחלקה לפסיכולוגיה באוניברסיטת פרינסטון.
בסרטון זה נתאר כמה דרכים זולות ופשוטות ליצור ולהשתמש ביריבות דו-עינית. יריבות דו-עינית נחשבת שימושית לחקר ברירה תפיסתית ומודעות במודלים אנושיים ובעלי חיים כאחד, מכיוון שתשומות בלתי משתנות לכל עין מובילות לשינויים במודעות החזותית. ישנן מספר דרכים ליצור יריבות דו-עינית, אך מצטרפים חדשים לתחום לרוב אינם בטוחים איזו שיטה תתאים ביותר לצרכים הספציפיים שלהם.
מטרתנו כאן היא לתאר את היתרונות והחסרונות של השיטות הנפוצות ביותר. אז בואו נתחיל. יריבות דו-עינית יכולה להיגרם על ידי הצגת כל עין עם תמונה שונה בלתי ניתנת לגישור במיקומי הרשתית המתאימים במקום תמונה משולבת אחת, מה שצופים רואים בדרך כלל הוא דפוס של חילופי תפיסה שבהם התמונה של כל עין שולטת בתפיסה המודעת לתקופה מסוימת בעוד התמונה השנייה מודחקת.
תקופות של דומיננטיות ודיכוי מתהפכות מעת לעת עם פרקי זמן קצרים בלבד של תפיסה מעורבת. ניתן להשתמש ביריבות דו-עינית כדי לבחון מספר שאלות חשובות, כגון באילו שלבים בהיררכיית העיבוד החזותי אירועים עצביים קשורים לחוויה מודעת? כיצד המוח פותר את התחרות בין הגירויים ובוחר איזה מהם להביא למודעות?
אילו היבטים של דימוי מודחקים ממודעות ניתנים בכל זאת לעיבוד וכיצד עיבוד כזה יכול להשפיע על התנהגות? ישנן מספר שיטות פשוטות ליצירת תצוגת יריבות דו-עינית. בסרטון זה מתוארות השיטות הפופולריות ביותר, כולל היתרונות והחסרונות של כל שיטה.
לפני שניכנס לשיטות, עלינו להתייחס לנושא של שמירה על בתולות יציבות במהלך ניסויי יריבות דו-עינית. לפני שניכנס לשיטות ספציפיות ליצירת יריבות, חשוב להזכיר את נושא הבתולות היציבות, שהוא שיקול חיוני בכל השיטות שיתוארו. בדרך כלל, העיניים שלנו מסתובבות או עושות תנועות של בתולות באופן שגורם לאותה תמונה מקובעת ליפול על כל פוביה.
עם זאת, בתולות מוצלחות תלויות בכך שכל עין תראה את אותם הדברים. אם כל עין מוצגת עם תמונה שונה לחלוטין, הבתולות יופרעו מכיוון שלמוח לא יהיה מספיק מידע כדי להחליט על הזווית הנכונה של הבתולה. זה עלול לשבש את היריבות הדו-עינית מכיוון ששתי התמונות עשויות שלא ליפול על מיקומי רשתית תואמים.
לכן, בנוסף לתמונות השונות, התצוגה צריכה להכיל אלמנטים זהים לשתי העיניים. זה מאפשר לעיניים לשמור על מבט יציב למרות ההבדל בין האלמנטים המתחרים של התמונות. בדרך כלל אלמנטים זהים מייצבים בתוליים כוללים נקודת קיבוע במרכז התמונות המתחרות ומסגרת סביב התמונות.
המסגרת יכולה להיות אחידה או בעלת מרקם ויכולה להיות בעלת כל צורה כל עוד היא זהה בשתי העיניים. תנועות עיניים אופקיות לא מתואמות סבירות יותר מאשר אנכיות. לכן, ניתן להשתמש בסרגל מרקם משני צדי כל תמונה במקום מסגרת מלאה.
לבסוף, במחקרים מסוימים, מסגרת עשויה להיות לא רצויה. לדוגמה, אם הניסוי דורש שגירויים יופיעו על רקע אחיד, במקרים כאלה, ניתן להשתמש בקווי NUNU או בתמונה שמופיעה רחוק יותר מהגירוי כגון טבעות לוח חצים. עכשיו בואו נסתכל כיצד לגרום ליריבות דו-עינית.
כאן נסקור שלוש אפשרויות זולות ופשוטות, כולל משקפי מגן כחולים אדומים, סטריאוסקופ המראה ומשקפי פריזמה באמצעות משקפי מגן כרומטיים, אדום, כחול או אדום ירוק היא שיטה פופולרית המועדפת על חוקרים רבים מכיוון שהיא הקלה והזולה ביותר ליישום כל מה שצריך הוא זוג משקפי צלופן הזמינים בחנויות צעצועים רבות. כאן נשתמש במשקפי מגן כחולים אדומים שהוקמו על ידי הכנת תמונה אחת המוצגת אך ורק על ידי האקדח הכחול של הצג ואחרת המוצגת באותו מיקום על המסך אך ורק על ידי האקדח האדום. כל אחת מהעדשות תעבור רק אחת מהתמונות, כך ששתי התמונות השונות ייפלו על מיקומי הרשתית המתאימים בשתי העיניים ויתחילו להתחרות זו בזו.
שתי התמונות צריכות להכיל מידע זהה כמו מסגרת או נקודת קיבוע כדי להבטיח בתולות יציבות. אלמנטים זהים אלה צריכים להיות בצבע ששתי העדשות יאפשרו לעבור, כגון שחור או לבן. שימו לב שלטכניקה זו אין שום קשר לראיית צבעים.
הצבעים משמשים פשוט להפרדת שתי התמונות כל אחת לעין אחת. זה אמור לעבוד אפילו עבור צופים עם ראיית צבעים חריגה. היתרונות בשימוש במשקפי מגן כחולים אדומים כוללים את הציוד זול מאוד וגירויים קלים מאוד להכנה.
ניתן להשתמש בקלות במשקפי מגן כחולים אדומים עם כל שיטות הדמיה מוחית, כולל MRI. ולבסוף, משקפי מגן כחולים אדומים אינם דורשים ייצוב ראש או התאמה אישית של מכשיר הצפייה לכל צופה. החסרונות כוללים שכל תמונה יכולה להכיל רק גוונים של צבע יחיד, כך שאין גירויים כרומטיים.
העדשות אינן מושלמות, כך שתמיד יהיה קצת דימום וכל עין תראה חלק מהתמונה של העין השנייה. זה יוצר בעיה לטעון שהתמונה המודחקת לא נראתה כלל. ניתן להפחית את הגלישה באמצעות יותר ממסנן אחד.
לדוגמה, הרכבת שני משקפי מגן, אחד על השני, ולבסוף, משקפי מגן כחולים אדומים אינם עובדים היטב עם רוב עוקבי העיניים הנוכחיים. עכשיו נעבור לשיטת סטריאוסקופ המראה. ניתן בקלות להגדיר מראות כדי לספק תמונה שונה לכל אחת מעיני הצופה.
ראשית, הכינו שתי תמונות שונות בעלות כמה אלמנטים זהים והציגו אותן זו לצד זו על צג. קל לבנות סטריאוסקופ מראה כדי לעשות זאת כל מה שצריך זה ארבע מראות ומעמדים כדי להרכיב אותן במקומן. שתי מראות כך שכל אחת מהן קרובה לעין אחת ובזווית של 45 מעלות לקו הראייה של אותה עין, השתמשו במשענת סנטר כדי לייצב את מיקום ראשו של הצופה.
מקמו מראה נוספת משני צדי כל אחת משתי המראות הראשונות מול הגירויים בזווית של 45 מעלות כך שכל תמונה תיפול על מיקום מתאים בכל עין. התמונות השונות אמורות להתחרות זו בזו. ברוב המקרים, נוח להשתמש באחד מכמה סטריאוסקופים זמינים מסחרית.
עיניו של כל צופה שונות במקצת, ולכן בהצבת צופה מול התצוגה, ייתכן שיהיה צורך להתאים את זוויות המראה כדי להשיג בתולות יציבות. כאשר משתמשים בסטריאוסקופ מראה, חשוב לוודא שכל עין יכולה לראות רק את התמונה שהיא אמורה לראות, ושתמונה זו נראית רק במיקום שבו היא מתחרה בתמונה השנייה. במקרים רבים, לכל עין יהיה גם קו ראייה לתמונה של העין השנייה.
כדי לחסום את קו הראייה הלא רצוי הזה, הצב מחיצה. לדוגמה, יריעת קרטון המשתרעת מקו האמצע של הסטריאוסקופים בין עיני הצופה לכיוון מרכז התצוגה באופן שיחסום את קו הראייה לגירוי העין השנייה. בעיה נוספת שעלולה להתרחש היא שכל עין עלולה לראות את התמונה שהיא אמורה לראות פעמיים, פעם אחת דרך המראה, ופעם נוספת ישירות.
זה יגרום לתמונה נוספת של כל גירוי להופיע ליד המיקום שבו מתרחשת יריבות. כדי להימנע מכך, התאם את היחס בין מיקום התמונות למרחק הצופה מהמסך. על מנת לבצע את ההתאמות הללו לפני תחילת הניסוי, הכינו תמונה המציגה רק את חלקי התצוגה הזהים בשתי התמונות והשתמשו בה כדי להגדיר את הסטריאוסקופ עבור כל צופה לפני הצגת גירוי היריבות.
היתרונות בשימוש בסטריאוסקופי מראה הם שתמונות נפרדות מאפשרות שימוש בגירויים כרומטיים. התמונות נפרדות לחלוטין ואינן יכולות לדמם זו לתוך זו. הכנת הגירוי קלה ופשוטה.
כל שתי תמונות המוצגות זו לצד זו יכולות להתחרות זו בזו. ולבסוף, ניתן להשתמש בסטריאוסקופים בשילוב עם מעקב אחר עיניים. החסרונות כוללים סטריאוסקופים המאפשרים רק הצגה של גירויים קטנים למדי מכיוון שניתן להשתמש רק במחצית משדה הראייה כדי להציג כל תמונה.
לא ניתן להשתמש בסטריאוסקופים בקלות בסורק MRI מכיוון שהדבר ידרוש שכל מרכיבי הסטריאוסקופ יהיו לא מגנטיים, וההתקנה תצטרך גם לשלב את ההטיה הנוספת של המראה שדרכה הגירויים נראים בדרך כלל בסורק. ולבסוף, סטריאוסקופים דורשים ייצוב ראש והתאמה אישית לכל צופה. עכשיו בואו נראה כיצד להשתמש במשקפי פריזמה.
שיטת משקפי הפריזמה היא וריאציה על הרעיון של הסטריאוסקופ באמצעות משקפי מגן שבהם העדשות הן מנסרות במקום מראות. כמו במראה, תמונות סטריאוסקופ מוצגות זו לצד זו על צג. ניתן לרכוש עדשות פריזמה מכל ספק אופטיקה מסחרי יחד עם מסגרות פלסטיק.
כל אחת מהמנסרות מכופפת את האור וגורמת לעצמים שנמצאים בצד להיראות ישר קדימה. שנית, מנסרות כאלה המכוונות לכיוונים מנוגדים פועלות באותו אופן כמו מראה. סטריאוסקופ, האם הם ייצרו אשליה ששתי תמונות שלמעשה נמצאות פיזית זו לצד זו חופפות בחלל?
שימו לב שכאשר משתמשים במשקפי פריזמה, עדיין צריך להשתמש במפריד מכיוון שכל עין יכולה לראות את התמונה של העין השנייה. עם זאת, אין צורך להתאים את המרחק והגודל של התצוגה מכיוון שלכל תמונה יש רק קו ראייה אחד לכל עין. היתרונות והחסרונות של משקפי פריזמה דומים לאלה של סטריאוסקופי מראה עם הבדל אחד גדול.
קל להשתמש במשקפי פריזמה בסורק MRI מכיוון שהם יכולים להיות עשויים מפלסטיק והם קומפקטיים יותר מסטריאוסקופ מראה. עכשיו בואו נראה כיצד להבטיח דיכוי מוחלט של התמונות כדי לענות על שאלות מחקר הנוגעות לעיבוד התמונה המודחקת. במהלך ניסויי יריבות דו-עינית, צורה חזקה של יריבות המכונה דיכוי הבזק מתמשך או בקיצור CFS היא המתאימה ביותר ליצירת גירוי CFS.
הצג תמונה עם ניגודיות נמוכה יחסית לעין אחת. זו תהיה התמונה המודחקת. הצג תמונה בעלת ניגודיות גבוהה, המשתנה במהירות לעין השנייה.
זו תהיה מסכת ה-CFS הדומיננטית שתהיה יעילה בצורה מקסימלית. מסכת CFS צריכה להשתנות בקצב של בין 10 ל-20 הרץ. ניתן לגרום ל-CFS באמצעות כל שיטות היריבות שתוארו קודם לכן בסרטון זה בעת שימוש בסטריאוסקופ מראה או משקפי פריזמה.
מסכת CFS המורכבת מאלמנטים קטנים וצבעוניים רבים יעילה ביותר. עם זאת, מסיכת CFS המורכבת מאלמנטים בקנה מידה אפור יכולה להיות יעילה גם בעת שימוש במשקפי מגן כחולים אדומים. מסיכת CFS יכולה להיות מורכבת מרכיבים רבים שכולם באותו צבע.
אם אתה צופה בסרטון הזה דרך משקפי מגן כחולים אדומים, סביר להניח שתקבל הרבה דימום בגלל דחיסת הווידאו שהוא עבר כדי למקסם את הסיכוי לדיכוי מוחלט. התאם את רמת הניגודיות של התמונה המודחקת לפני תחילת הניסוי. לסירוגין, הדימוי הדומיננטי והמודחק הם בדרך כלל הדרגתיים ויכולים להיות איטיים למדי, כלומר לא מעט מזמן הצפייה תופס על ידי שלבים מעורבים.
הצורה הספציפית של שלבים מעורבים משתנה בין צופים ועבור גירויים שונים. מוצגות כאן שתי צורות נפוצות של שלבים מעורבים. ראשית, ביריבות חלקית, שלב מעורב יכול להיות מורכב מהתמונה המודחקת שהופכת בהדרגה לדומיננטית באמצעות מספר הולך וגדל של טלאים דומיננטיים על פני הגירוי.
שנית, שלב מעורב עשוי להתרחש גם באמצעות גל של דומיננטיות ששוטף את התמונה. כדי לגרום לגל כזה, הכנס תוספת ניגודיות לחלק מסוים של התמונה המודחקת. חילופי יריבות דו-עינית מתרחשים במרווחי זמן אקראיים בלתי תלויים.
משמעות הדבר היא שמשך מרווח הדומיננטיות האחרון אינו מנבא כמה זמן יהיה המרווח הבא. אם משכי הדומיננטיות מחולקים לסלים ברוחב שווה. היסטוגרמה המראה כמה משכים דומיננטיים של כל אורך התרחשו נוטה להיות WellFit על ידי התפלגות מוטה המכונה פונקציית גמא.
ההשפעות של מניפולציות ניסיוניות על משכי זמן ויריבות נוטות להתבטא בצורה של פונקציית הגמא המתאימה ביותר בכל מצב. יתרחשו משכי דומיננטיות רבים ושונים, אך ההסתברות לכך עשויה להשתנות על ידי גורמי המניפולציה כמו שתי התמונות. תכונות ברמה נמוכה משפיעות על משך הזמן היחסי של הדומיננטיות ותקופת הדיכוי שלהם.
לדוגמה, אם שתי התמונות שונות, לעומת זאת, לתמונה עם ניגודיות גבוהה יותר יהיו משכי דומיננטיות ארוכים יותר שיובילו להתפלגות גמא בהתאמה הטובה ביותר עם חציון גדול יותר. בנוסף, צופים שונים עשויים להניב התפלגויות גמא שונות עבור אותה קבוצת גירויים. ניתן להשתמש בפרמטרים של פונקציית הגמא כמשתנים תלויים בניסוי, אך הקשר בין פרמטרים אלה לצורת ההתפלגות אינו שקוף בקלות.
לכן, מדד נטייה מרכזי נגיש יותר יכול להיות שימושי. עם זאת, מכיוון שהתפלגות הגמא עשויה להיות מוטה מאוד, משך הזמן החציוני ולא הממוצע מייצג לעתים קרובות יותר את התוצאות. שימוש בחציון של התפלגות שאינה גאוס פירושו גם שאלא אם כן יש מספר רב של נקודות נתונים, המבחנים הסטטיסטיים הרלוונטיים צריכים להיות לא פרמטריים.
בסרטון זה, תיארנו את טבעה של יריבות דו-עינית, מספר שיטות ליצירתה, ואילו שיקולים יש לקחת בחשבון בעת השימוש בה. אנו מקווים שתמצאו את ההקדמה שלנו מועילה בשימוש בתופעה מרתקת זו.
יריבות בינוקולרית (Binocular rivalry) היא תופעה תפיסתית שבה מוצגים שני דימויים שונים לכל עין, מה שמוביל לדומיננטיות מתחלפת של דימוי אחד על פני השני. מאמר זה דן בשיטות שונות ליצירת גירויים של יריבות בינוקולרית, אשר בעלי ערך לחקר המודעות החזותית ובחירה תפיסתית.
יריבות בינוקולרית (Binocular rivalry) מספקת פרדיגמה מבוקרת לחקר בחירה תפיסתית ומודעות, דבר הרלוונטי לתיקוף מטרות (target validation) בתהליכי גילוי תרופות במדעי העצבים. על ידי מתן אפשרות לחוקרים לבודד מתאמים עצביים של תפיסה מודעת, השיטה תומכת בהפחתת סיכונים מכניסטית של טיפולים המכוונים למערכת העצבים המרכזית (CNS). תועלתה במודלים אנושיים ובמודלים של בעלי חיים מקלה על הרצף התרגומי ממעורבות המטרה (target engagement) ועד למדדים תפקודיים.
השיטה משתלבת בביולוגיה של הגילוי (discovery biology) על ידי תמיכה בבדיקת השערות לגבי מנגנונים עצביים העומדים בבסיס תחרות תפיסתית, כאשר התוצאים מסייעים בזיהוי מובילים (lead identification) באמצעות דפוסי החלפה מדידים.