Come creare e utilizzare rivalità binoculare

Ciascuno dei nostri occhi normalmente vede un'immagine leggermente diversa e il cervello combina queste due immagini in un'unica rappresentazione coerente. Tuttavia, quando agli occhi vengono presentate immagini sufficientemente diverse l'una dall'altra, traspare uno schema di alternanze percettive, un'immagine domina la consapevolezza mentre l'altra viene soppressa. La dominanza si alterna tra le due immagini in genere ogni pochi secondi.

Questo fenomeno percettivo è noto come rivalità binoculare. Per creare uno stimolo di rivalità binoculare, a ciascun occhio viene presentata un'immagine diversa nella stessa posizione percepita. Questo video descrive diversi modi economici e semplici per creare e utilizzare la rivalità binoculare.

Ciao, sono David Carmel. Sono un postdoc presso il Dipartimento di Psicologia della New York University. Ciao, sono Mike Arca e sono uno studente laureato presso il Dipartimento di Psicologia dell'Università di Princeton.

In questo video, descriveremo alcuni modi economici e semplici per creare e utilizzare la rivalità binoculare. La rivalità binoculare è considerata utile per studiare la selezione percettiva e la consapevolezza sia nei modelli umani che in quelli animali, perché gli input immutabili in ciascun occhio portano ad alternanze nella consapevolezza visiva. Ci sono diversi modi per creare rivalità binoculare, ma i nuovi arrivati nel campo sono spesso incerti su quale metodo si adatti meglio alle loro esigenze specifiche.

Il nostro obiettivo qui è descrivere i vantaggi e gli svantaggi dei metodi più comuni. Quindi iniziamo. La rivalità binoculare può essere indotta presentando a ciascun occhio un'immagine diversa inconciliabile nelle corrispondenti posizioni retiniche invece di una singola immagine combinata, ciò che gli osservatori normalmente vedono è un modello di alternanze percettive in cui l'immagine di ciascun occhio domina la percezione cosciente per un certo periodo mentre l'altra immagine è soppressa.

I periodi di dominanza e soppressione si invertono periodicamente con solo brevi durate di percezione mista. La rivalità binoculare può essere utilizzata per esaminare diverse domande importanti, come ad esempio in quali fasi all'interno della gerarchia dell'elaborazione visiva gli eventi neurali sono correlati all'esperienza cosciente? In che modo il cervello risolve la competizione tra gli stimoli e sceglie quale portare alla consapevolezza?

Quali aspetti di un'immagine che è soppressa dalla consapevolezza possono comunque essere elaborati e in che modo tale elaborazione può influenzare il comportamento? Esistono diversi metodi semplici per creare un display di rivalità binoculare. In questo video vengono delineati i metodi più popolari, inclusi i vantaggi e le carenze di ciascun metodo.

Prima di addentrarci nei metodi, dobbiamo affrontare la questione del mantenimento di vergini stabili durante gli esperimenti di rivalità binoculare. Prima di entrare nei metodi specifici per creare rivalità, è importante menzionare la questione delle vergini stabili, che è una considerazione vitale in tutti i metodi che verranno descritti. Normalmente, i nostri occhi si girano o fanno movimenti vergini in un modo che fa cadere la stessa immagine fissa su ogni fovea.

Tuttavia, il successo delle vergini dipende dal fatto che ogni occhio veda le stesse cose. Se a ogni occhio viene presentata un'immagine completamente diversa, le vergini saranno disturbate perché il cervello non avrà informazioni sufficienti per decidere l'angolo corretto della vergine. Ciò potrebbe interrompere la rivalità binoculare poiché le due immagini potrebbero non cadere nelle posizioni retiniche corrispondenti.

Pertanto, oltre alle diverse immagini, il display dovrebbe contenere elementi identici per entrambi gli occhi. Ciò consente agli occhi di mantenere uno sguardo stabile nonostante la differenza tra gli elementi rivali delle immagini. Di solito gli elementi identici di stabilizzazione vergine includono un punto di fissazione al centro delle immagini rivali e una cornice attorno alle immagini.

La montatura può essere uniforme o strutturata e può avere qualsiasi forma purché identica in entrambi gli occhi. I movimenti oculari orizzontali non correlati sono più probabili di quelli verticali. Pertanto, è possibile utilizzare una barra con texture su entrambi i lati di ogni immagine al posto di un fotogramma completo.

Infine, in alcuni studi, una cornice può essere indesiderabile. Ad esempio, se l'esperimento richiede che gli stimoli appaiano su uno sfondo uniforme, in questi casi è possibile utilizzare le linee di NUNUs o un'immagine che appare più lontana dallo stimolo, come gli anelli del bersaglio. Ora diamo un'occhiata a come indurre la rivalità binoculare.

Qui esamineremo tre opzioni economiche e semplici, tra cui occhiali rossi blu, lo stereoscopio a specchio e occhiali a prisma che utilizzano occhiali cromatici, rossi, blu o rossi verdi è un metodo popolare preferito da molti ricercatori perché è il più semplice ed economico da implementare, tutto ciò di cui si ha bisogno è un paio di occhiali di cellophane disponibili in molti negozi di giocattoli. Qui utilizzeremo occhiali rossi blu impostati preparando un'immagine che viene visualizzata esclusivamente dalla pistola blu del monitor e un'altra che viene visualizzata nella stessa posizione sullo schermo esclusivamente dalla pistola rossa. Ciascuna delle lenti passerà solo una delle immagini, quindi le due diverse immagini cadranno nelle posizioni retiniche corrispondenti nei due occhi e inizieranno a rivaleggiare l'una con l'altra.

Le due immagini dovrebbero contenere informazioni identiche, come una cornice o un punto di fissaggio, per garantire vergini stabili. Questi elementi identici dovrebbero essere di un colore che entrambe le lenti lasceranno passare, come il bianco o il nero. Si noti che questa tecnica non ha nulla a che fare con la visione dei colori.

I colori vengono semplicemente utilizzati per segregare le due immagini in un occhio. Questo dovrebbe funzionare anche per gli osservatori con una visione dei colori anormale. I vantaggi dell'utilizzo di occhiali rosso-blu includono che l'attrezzatura è molto economica e gli stimoli sono molto facili da preparare.

Gli occhiali rosso-blu possono essere facilmente utilizzati con tutti i metodi di neuroimaging, compresa la risonanza magnetica. Infine, gli occhiali rosso-blu non richiedono la stabilizzazione della testa o la regolazione individuale del dispositivo di visualizzazione per ogni osservatore. Gli svantaggi includono che ogni immagine può contenere solo sfumature di un singolo colore, quindi nessuno stimolo cromatico.

Le lenti non sono perfette, quindi ci sarà sempre un po' di sanguinamento e ogni occhio vedrà parte dell'immagine dell'altro occhio. Questo crea un problema per l'affermazione che l'immagine soppressa era completamente invisibile. Lo spurgo può essere ridotto utilizzando più di un filtro.

Ad esempio, indossare due occhiali, uno sopra l'altro, e infine, occhiali rossi blu non funzionano bene con la maggior parte degli attuali eye tracker. Passiamo ora al metodo dello stereoscopio a specchio. Gli specchi possono essere facilmente impostati per fornire un'immagine diversa a ciascuno degli occhi dell'osservatore.

Innanzitutto, prepara due immagini diverse che abbiano alcuni elementi identici e visualizzale una accanto all'altra su un monitor. Uno stereoscopio a specchio è facile da costruire, quindi tutto ciò di cui si ha bisogno sono quattro specchi e supporti per montarli in posizione. Due specchi in modo che ciascuno sia vicino a un occhio e con un angolo di 45 gradi rispetto alla linea di visione di quell'occhio, utilizzare una mentoniera per stabilizzare la posizione della testa dell'osservatore.

Posiziona un altro specchio su entrambi i lati di ciascuno dei primi due specchi rivolti verso gli stimoli con un angolo di 45 gradi in modo che ogni immagine cada in una posizione corrispondente in ciascun occhio. Le immagini dissimili dovrebbero ora competere l'una con l'altra. Nella maggior parte dei casi, è conveniente utilizzare uno dei numerosi stereoscopi disponibili in commercio.

Gli occhi di ogni osservatore sono un po' diversi, quindi nel posizionare un osservatore di fronte al display, potrebbe essere necessario regolare gli angoli dello specchio per ottenere vergini stabili. Quando si utilizza uno stereoscopio a specchio, è importante assicurarsi che ogni occhio possa vedere solo l'immagine che dovrebbe vedere e che questa immagine sia vista solo nel punto in cui compete con l'altra immagine. In molti casi, ogni occhio avrà anche una linea di visione rispetto all'immagine dell'altro occhio.

Per bloccare questa linea visiva indesiderata, posizionare un divisorio. Ad esempio, un foglio di cartone che si estende dalla linea mediana degli stereoscopi tra gli occhi dell'osservatore verso il centro del display in modo tale da bloccare la linea di visione dell'altro stimolo oculare. Un ulteriore problema che può verificarsi è che ogni occhio potrebbe vedere l'immagine che dovrebbe vedere due volte, una volta attraverso lo specchio e un'altra volta direttamente.

Ciò farà apparire un'immagine aggiuntiva di ogni stimolo accanto al luogo in cui si verifica la rivalità. Per evitare ciò, regolare la relazione tra la posizione dell'immagine e la distanza dell'osservatore dallo schermo. Per effettuare queste regolazioni prima dell'inizio dell'esperimento, preparare un'immagine che mostri solo le parti del display che sono identiche su entrambe le immagini e utilizzare per impostare lo stereoscopio per ciascun osservatore prima di visualizzare lo stimolo della rivalità.

I vantaggi dell'utilizzo di stereoscopi a specchio sono che immagini separate consentono l'uso di stimoli cromatici. Le immagini sono completamente separate e non possono smarginarsi l'una nell'altra. La preparazione dello stimolo è facile e semplice.

Due immagini presentate fianco a fianco possono competere l'una con l'altra. Infine, gli stereoscopi possono essere utilizzati in combinazione con l'eye tracking. Gli svantaggi includono che gli stereoscopi consentono solo la presentazione di stimoli abbastanza piccoli perché solo la metà del campo visivo può essere utilizzata per presentare ogni immagine.

Gli stereoscopi non possono essere facilmente utilizzati in uno scanner per risonanza magnetica in quanto ciò richiederebbe che tutti gli elementi dello stereoscopio non siano magnetici e la configurazione dovrebbe anche incorporare l'inclinazione aggiuntiva dello specchio attraverso il quale gli stimoli vengono normalmente visualizzati nello scanner. Infine, gli stereoscopi richiedono la stabilizzazione della testa e la regolazione individuale per ogni osservatore. Vediamo ora come usare gli occhiali a prisma.

Il metodo degli occhiali a prisma è una variazione dell'idea dello stereoscopio che utilizza occhiali in cui le lenti sono prismi invece di specchi. Come in uno specchio, le immagini stereoscopiche sono presentate fianco a fianco su un monitor. Le lenti a prisma possono essere acquistate da qualsiasi fornitore di ottiche commerciali insieme alle montature in plastica.

Ciascuno dei prismi piega la luce, facendo sembrare che gli oggetti che si trovano di lato siano dritti davanti a sé. Due, tali prismi orientati in direzioni opposte agiscono allo stesso modo di uno specchio. Stereoscopio, creerebbero l'illusione che due immagini che in realtà sono fisicamente fianco a fianco si sovrappongano nello spazio?

Si noti che quando si utilizzano occhiali a prisma, è comunque necessario utilizzare un divisore poiché ciascun occhio può vedere l'immagine dell'altro occhio. Tuttavia, la distanza e le dimensioni del display non devono essere regolate perché ogni immagine ha solo una linea di visione per ciascun occhio. I vantaggi e gli svantaggi degli occhiali a prisma sono simili a quelli degli stereoscopi a specchio con una grande differenza.

È facile usare gli occhiali a prisma in uno scanner MRI in quanto possono essere realizzati in plastica e sono più compatti di uno stereoscopio a specchio. Vediamo ora come garantire la completa soppressione delle immagini per rispondere alle domande di ricerca riguardanti l'elaborazione dell'immagine soppressa. Durante gli esperimenti di rivalità binoculare, una forte forma di rivalità nota come soppressione continua del flash o CFS in breve è la più adatta per creare uno stimolo CFS.

Presenta un'immagine con un contrasto relativamente basso per un occhio. Questa sarà l'immagine soppressa. Presenta un'immagine ad alto contrasto, che cambia rapidamente all'altro occhio.

Questa sarà la maschera CFS dominante per essere massimamente efficace. La maschera CFS dovrebbe cambiare a una velocità compresa tra 10 e 20 hertz. La CFS può essere indotta utilizzando tutti i metodi di rivalità descritti in precedenza in questo video quando si utilizza uno stereoscopio a specchio o occhiali a prisma.

La maschera CFS composta da molti piccoli elementi colorati è molto efficace. Tuttavia, una maschera CFS composta da elementi in scala di grigi può essere efficace anche quando si utilizzano occhiali rossi blu. La maschera CFS può essere composta da molti elementi che sono tutti dello stesso colore.

Se guardi questo video attraverso occhiali rossi blu, probabilmente otterrai un sacco di sanguinamento a causa della compressione video che ha subito per massimizzare le possibilità di soppressione completa. Regola il livello di contrasto dell'immagine soppressa prima dell'inizio dell'esperimento. Le alternanze, l'immagine dominante e quella soppressa, sono solitamente graduali e possono essere piuttosto lente, il che significa che una buona parte del tempo di visione è occupato da fasi miste.

La forma specifica delle fasi miste varia tra gli osservatori e per i diversi stimoli. Di seguito sono illustrate due forme comuni di fasi miste. In primo luogo, nella rivalità frammentaria, una fase mista può consistere nel fatto che l'immagine soppressa diventa gradualmente dominante attraverso un numero crescente di patch dominanti attraverso lo stimolo.

In secondo luogo, una fase mista può verificarsi anche attraverso un'ondata di dominanza che attraversa l'immagine. Per indurre tale onda, introdurre un incremento di contrasto in una parte specifica dell'immagine soppressa. Le alternanze di rivalità binoculare si verificano a intervalli di durata casuali e indipendenti.

Ciò significa che la durata dell'ultimo intervallo di dominanza non prevede quanto durerà il successivo. Se le durate di dominanza sono divise in contenitori con una larghezza uguale. Un istogramma che mostra quante durate dominanti di ciascuna lunghezza si sono verificate tende ad essere WellFit da una distribuzione asimmetrica nota come funzione gamma.

Gli effetti delle manipolazioni sperimentali sulla durata e sulla rivalità tendono a manifestarsi sotto forma della funzione gamma più adatta in ciascuna condizione. Si verificheranno molte durate di dominanza diverse, ma la probabilità di queste potrebbe essere alterata da fattori di manipolazione come le due immagini. Le funzionalità di basso livello influiscono sulla durata relativa del periodo di dominanza e soppressione.

Ad esempio, se le due immagini differiscono, al contrario, l'immagine con contrasto più elevato avrà durate di dominanza più lunghe, portando a una distribuzione gamma più adatta con una mediana maggiore. Inoltre, osservatori diversi possono produrre distribuzioni gamma diverse per lo stesso set di stimoli. È possibile utilizzare i parametri della funzione gamma come variabili dipendenti in un esperimento, ma la relazione tra questi parametri e la forma della distribuzione non è facilmente trasparente.

Pertanto, può essere utile una misura della tendenza centrale più accessibile. Tuttavia, poiché la distribuzione gamma può essere molto distorta, la durata mediana piuttosto che la media è più spesso rappresentativa dei risultati. L'uso della mediana di una distribuzione non gaussiana significa anche che, a meno che non vi sia un gran numero di punti dati, i test statistici pertinenti dovrebbero essere non parametrici.

In questo video, abbiamo descritto la natura della rivalità binoculare, diversi metodi per crearla e quali considerazioni devono essere prese in considerazione quando viene utilizzata. Ci auguriamo che la nostra introduzione ti sia utile per utilizzare questo affascinante fenomeno.