1. Stimoli e design

Figura 1: Visualizzazione degli elementi primari di una sottostazione di oggetti. Ogni prova inizierà con una visualizzazione di fissazione e i partecipanti saranno istruiti a fissare la croce prima di iniziare una prova. Ogni prova si concluderà con un display di risposta, in cui il partecipante selezionerà la forma che ricorda di aver visto tra i quattro punti. Tra la visualizzazione di fissazione e di risposta, un display di destinazione mostrerà un anello di otto forme e apparirà anche una maschera di quattro punti, in una posizione che circonda una delle forme. Come descritto più dettagliatamente nella procedura, la maschera e il display di destinazione possono apparire in ordini diversi, ma ognuno rimarrà presente per 30 ms.

Figura 2: Asincronia di insorgenza dello stimolo di 0 ms. In uno studio con una SOA di 0 ms, la maschera e gli obiettivi appaiono contemporaneamente. Poiché ognuno è programmato per rimanere presente per 30 ms, sono presenti e scadono anche insieme.

Figura 3: Asincronia ad esordio di stimolo di 50 ms. Una SOA di 50 ms, sia negativa che positiva, significa che uno stimolo si indurrà 50 ms dopo l'altro. Ma questi stimoli sono programmati per durare solo 30 ms, il che significa che un SOA di 50 lascerà 20 ms con un display vuoto (ad eccezione della croce di fissazione). Per questo esperimento, abbiamo definito SOA come l'insorgenza della maschera di insorgenza target, il che significa che i valori SOA negativi sono associati alla maschera che appare per prima e i valori positivi sono quando la maschera appare seconda.

Figura 4: Asincronia ad esordio di stimolo di 10 ms. Con maschere e bersagli programmati per rimanere presenti per 30 ms, le SOA di 10 ms lasciano 20 ms durante i quali la maschera e il target si sovrappongono.
2. Esecuzione dell'esperimento
3. Analisi dei risultati
Fonte: Laboratorio di Jonathan Flombaum—Johns Hopkins University
Il mascheramento visivo è un termine usato dagli scienziati percettivi per riferirsi…
1. Stimoli e design

Figura 1: Visualizzazione degli elementi primari di una sottostazione di oggetti. Ogni prova inizierà con una visualizzazione di fissazione e i partecipanti saranno istruiti a fissare la croce prima di iniziare una prova. Ogni prova si concluderà con un display di risposta, in cui il partecipante selezionerà la forma che ricorda di aver visto tra i quattro punti. Tra la visualizzazione di fissazione e di risposta, un display di destinazione mostrerà un anello di otto forme e apparirà anche una maschera di quattro punti, in una posizione che circonda una delle forme. Come descritto più dettagliatamente nella procedura, la maschera e il display di destinazione possono apparire in ordini diversi, ma ognuno rimarrà presente per 30 ms.

Figura 2: Asincronia di insorgenza dello stimolo di 0 ms. In uno studio con una SOA di 0 ms, la maschera e gli obiettivi appaiono contemporaneamente. Poiché ognuno è programmato per rimanere presente per 30 ms, sono presenti e scadono anche insieme.

Figura 3: Asincronia ad esordio di stimolo di 50 ms. Una SOA di 50 ms, sia negativa che positiva, significa che uno stimolo si indurrà 50 ms dopo l'altro. Ma questi stimoli sono programmati per durare solo 30 ms, il che significa che un SOA di 50 lascerà 20 ms con un display vuoto (ad eccezione della croce di fissazione). Per questo esperimento, abbiamo definito SOA come l'insorgenza della maschera di insorgenza target, il che significa che i valori SOA negativi sono associati alla maschera che appare per prima e i valori positivi sono quando la maschera appare seconda.

Figura 4: Asincronia ad esordio di stimolo di 10 ms. Con maschere e bersagli programmati per rimanere presenti per 30 ms, le SOA di 10 ms lasciano 20 ms durante i quali la maschera e il target si sovrappongono.
2. Esecuzione dell'esperimento
3. Analisi dei risultati
Il mondo visivo è pieno di oggetti che interagiscono nello spazio e nel tempo, e la sovrapposizione all'interno di queste dimensioni può influenzare la percezione cosciente di essi, un concetto noto come mascheramento visivo.
Simile a qualcuno che indossa un travestimento in costume, il fenomeno si verifica quando un oggetto bersaglio, come un volto, non può essere percepito a causa della presenza di un secondo oggetto, una maschera.
Quando un bersaglio viene sostituito con uno stimolo che si sovrappone in parte della stessa posizione spaziale, si tratta di una forma di mascheramento visivo chiamata sostituzione di oggetti.
Basato sui metodi sperimentati da Enns e Di Lollo nel 1997, questo video dimostra come progettare e implementare un esperimento di mascheramento a sostituzione di oggetti, nonché come analizzare i dati e interpretare i risultati che si occupano delle percezioni coscienti delle forme.
In questo esperimento, il mascheramento della sostituzione dell'oggetto è indotto nei partecipanti mentre osservano la presentazione di quattro elementi sullo schermo di un computer: una croce di fissazione, un display target, una maschera e le scelte di risposta.
All'inizio di ogni prova, viene mostrata una croce di fissaggio, che consiste in linee di 50 mm al centro dello schermo, e assicura che i partecipanti prestino attenzione.
Questo è seguito dal secondo elemento, la visualizzazione di destinazione: otto forme selezionate casualmente da un insieme di quattro immagini: un cerchio, un quadrato, un rombo e un triangolo. Vengono visualizzati attorno a un cerchio invisibile con un raggio di 150 mm per 30 ms.
Subito dopo si trova il terzo elemento, la maschera, che consiste in quattro punti neri, ciascuno con un raggio di 25 mm, disposti a formare i quattro angoli di un quadrato grande appena quanto basta per racchiudere una forma. La maschera circonda la posizione della forma target selezionata casualmente e rimane visibile per 30 ms durante una prova.
Una variabile indipendente critica qui è l'asincronia di insorgenza dello stimolo? SOA in breve?definito come la differenza di tempo tra l'aspetto del display di destinazione e la maschera.
Un'asincronia di insorgenza dello stimolo positivo significa che la maschera apparirà dopo la visualizzazione del bersaglio. Con, ad esempio, un SOA di 50 ms, la visualizzazione del bersaglio viene visualizzata per 30 ms, seguita da un periodo di 20 ms in cui è presente solo la croce di fissazione prima che la maschera si accenda per 30 ms.
Per SOA inferiori a 30 ms, ad esempio 10, la visualizzazione del target viene visualizzata per 10 ms prima che la maschera diventi visibile. Dopo altri 20 ms, la visualizzazione del bersaglio scompare e la maschera rimane per altri 10 ms.
Il tempo in cui il display di destinazione e la maschera sono entrambi sullo schermo è indicato come sovrapposizione dello stimolo. Questo è massimo quando l'asincronia di insorgenza dello stimolo è zero.
Quando le asincronie di insorgenza dello stimolo sono negative, l'ordine degli elementi viene invertito: la maschera appare prima della visualizzazione del bersaglio. Con un SOA di -10 ms, la maschera viene presentata per 10 ms prima che il target si sovrapponga per 20 ms. Quindi scompare, lasciando visibile la visualizzazione del bersaglio per altri 10 ms.
Con valori negativi maggiori, come un SOA di -50 ms, la maschera viene mostrata per 30 ms. C'è poi un periodo di 20 ms in cui appare solo la croce di fissazione prima che il display del bersaglio si accenda per 30 ms.
Indipendentemente dal SOA, il quarto e ultimo elemento è il display di risposta: quattro forme disposte orizzontalmente al centro dello schermo. Vengono mostrati fino a quando il partecipante non preme il tasto corrispondente alla forma di sua scelta.
La variabile dipendente è la percentuale di risposte corrette registrate nel numero di SOA. Si prevede che il mascheramento a sostituzione dell'oggetto venga indotto in un intervallo di tempo discreto, con conseguente prestazione con precisione ridotta durante SOA positivi, quando la maschera si verifica poco dopo e si sovrappone alla visualizzazione del bersaglio.
Per iniziare l'esperimento, saluta uno dei partecipanti reclutati nel laboratorio e guidalo attraverso i moduli di consenso. Quindi, falli sedere comodamente, a 60 cm di distanza dal monitor del computer di prova.
Spiega le istruzioni del compito: vedranno un anello di otto forme, insieme a quattro punti che appariranno in una posizione casuale. Indica che questa maschera a volte può sovrapporsi a una forma nel tempo, ma può anche precedere o verificarsi dopo di essa.
Chiedi al partecipante di ricordare la forma che appare nello spazio intermedio e, in caso di dubbio, di indovinare semplicemente.
Una volta comprese le regole principali, descrivi qualche altro punto: Dovrebbero premere la barra spaziatrice per iniziare ogni prova; e quando la croce di fissazione appare sul display, non dovrebbero muovere gli occhi durante le prove.
Ora, chiedi al partecipante di iniziare il programma e guardalo mentre completa un paio di prove. A questo punto, esci dalla stanza.
Senza supervisione, consentire al partecipante di completare tutte le 300 prove?20 per ogni valore di asincronia di insorgenza dello stimolo. Si noti che ci sono 15 valori, che vanno da negativo, con la maschera che precede l'obiettivo, a positivo, con la maschera che segue, inclusa una zona di sovrapposizione.
Quando il partecipante ha completato il compito, torna nella stanza e ringrazialo per aver preso parte all'esperimento.
Per analizzare i dati, calcolare l'accuratezza della risposta, in percentuale corretta, in tutte le asincronie di insorgenza dello stimolo e rappresentare graficamente le medie per i 15 punti temporali.
Come previsto, con SOA molto grandi di 150 o 300 ms, positivi o negativi, le prestazioni erano altamente accurate perché la maschera e il display del bersaglio erano percepiti come eventi separati.
Allo stesso modo, per i SOA negativi tra -90 e -10 ms, le prestazioni erano abbastanza accurate poiché l'attenzione del partecipante era diretta alla posizione corretta dall'aspetto della maschera prima della visualizzazione del bersaglio.
Tuttavia, l'accuratezza scendeva al 50% quando le SOA erano vicine allo zero, poiché gli stimoli si sovrapponevano e apparivano troppo brevemente per essere percepiti.
L'intervallo critico delle SOA consisteva in valori compresi tra 10 e 90, dove il display del bersaglio veniva mostrato prima della maschera. In questo caso, le prestazioni sono state scarse, con un calo vicino al livello di probabilità. Ciò suggerisce che la mascheratura di sostituzione degli oggetti ha avuto luogo e che la maschera a quattro punti è stata sufficiente per confondere il cervello prima che si formasse una percezione cosciente della forma.
Ora che hai familiarità con il mascheramento a sostituzione di oggetti, diamo un'occhiata a come viene utilizzato negli studi sulla consapevolezza cosciente, così come in quelli che indagano i circuiti neurali coinvolti nella percezione visiva.
Questo paradigma di mascheramento può essere combinato con la stimolazione magnetica transcranica ripetuta, rTMS, per isolare i circuiti cerebrali coinvolti nella percezione cosciente. Una bobina magnetica può essere utilizzata per indurre ripetutamente piccoli potenziali elettrici nel cervello, causando una breve disattivazione di una piccola porzione di corteccia.
In uno studio, Hirose e colleghi hanno scoperto che se le regioni V5/MT+ della corteccia visiva, note per svolgere un ruolo nella percezione del movimento, venivano disattivate durante il compito, erano in grado di annullare gli effetti del mascheramento. Ciò suggerisce che l'interruzione della rTMS ha fatto sì che la maschera e il bersaglio non fossero più percepiti come parte dello stesso evento, consentendo al soggetto di vedere entrambi.
Altri ricercatori stanno studiando se uno stimolo deve essere percepito per influenzare il comportamento, come il priming verbale. Per maggiori dettagli su questo effetto, guarda il nostro video nella raccolta di psicologia cognitiva, Priming verbale.
In uno studio condotto da Goodhew e colleghi, hanno usato una variante del compito di mascheramento – i quattro punti nella maschera erano rosa o blu – e hanno chiesto ai partecipanti di ricordare il colore. Alle maschere sono stati presentati stimoli target costituiti dalle parole PINK, BLUE, MAIL, HOUR, JQCG e AWHF.
Con un SOA di 200 ms, i partecipanti hanno nominato il colore della maschera più velocemente quando la parola target era il nome del colore rispetto a quando il target non lo era. Questo era vero indipendentemente dal fatto che il partecipante potesse identificare correttamente il bersaglio come una parola o una non-parola, suggerendo che gli stimoli non hanno bisogno di essere percepiti o di entrare nella coscienza per essere utili.
Hai appena visto il video di JoVE sul mascheramento della sostituzione degli oggetti. Ora dovresti avere una buona comprensione di come progettare gli elementi ed eseguire l'esperimento, nonché di come analizzare e valutare i risultati.
Grazie per l'attenzione!
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Q1: What is object substitution masking and how does it differ from other types of visual masking?
Object substitution masking occurs when a target item cannot be perceived because a second object overlaps it in space and time. Unlike other masking types, the mask substitutes for the target by occupying the same spatial location. Discovered by Enns and Di Lollo in 1997, this phenomenon demonstrates that overlapping visual stimuli can prevent conscious perception of a shape, even when both objects are briefly visible.
Q2: What is stimulus onset asynchrony and why is it critical in object substitution masking experiments?
Stimulus onset asynchrony (SOA) is the time difference between when the target display and mask appear. It is the critical independent variable because masking effects occur only within a specific SOA range. Positive SOAs produce strong masking when the mask follows the target, while negative SOAs show reduced masking. This timing relationship determines whether the brain perceives the stimuli as separate events or as a single confusing stimulus.
Q3: How is stimulus overlap related to the timing of target and mask presentation?
Stimulus overlap occurs when both the target display and mask are visible simultaneously on screen. Overlap is maximal when SOA equals zero, meaning both stimuli appear at the same time. With positive SOAs, overlap decreases as the mask appears later. With negative SOAs, the mask appears first, then the target overlaps briefly before the mask disappears. The duration and timing of overlap directly influence whether object substitution masking occurs.
Q4: What experimental setup and participant instructions are used in object substitution masking studies?
Participants sit 60 cm from a monitor and view eight shapes arranged in a ring, followed by four dots forming a mask. They are instructed to remember the target shape, press spacebar to start each trial, and keep their eyes fixed on the center. The experiment presents 300 trials across 15 different SOA values. Participants respond by selecting the shape they perceived, and their response accuracy is recorded as the dependent variable.
Q5: What do response accuracy patterns reveal about the range of object substitution masking?
Response accuracy is highest at very large positive or negative SOAs (150-300 ms), where stimuli appear as separate events. Accuracy drops to 50% near zero SOA due to stimulus overlap. The critical masking range occurs between 10-90 ms positive SOA, where accuracy falls near chance level. This pattern demonstrates that the four-dot mask confuses the brain only when it appears shortly after the target, preventing conscious shape perception.
Q6: How can transcranial magnetic stimulation be combined with object substitution masking to study perception?
Repeated transcranial magnetic stimulation (rTMS) uses a magnetic coil to briefly deactivate specific brain regions during the masking task. Research by Hirose and colleagues showed that deactivating the V5/MT+ visual cortex region negated masking effects, suggesting the mask and target were no longer perceived as part of the same event. This approach isolates which brain circuits are necessary for the masking phenomenon to occur.
Q7: Can stimuli influence behavior without entering conscious awareness?
Yes, research by Goodhew and colleagues demonstrated that masked stimuli can influence behavior without conscious perception. Participants named mask colors faster when the masked target word matched the color, regardless of whether they consciously identified the target. This suggests that visual information can be processed and affect responses even when masked and unavailable to investigating visual awareness and inattentional blindness.
Capitoli in questo video
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Overview
1:05
Experimental Design
4:39
Running the Experiment
6:16
Representative Results
7:39
Applications
9:50
Summary