ソース: ジョナサン ・ Flombaum 講座-ジョンズ ・ ホプキンス大学
視覚マスキングは、画像内の現象の広い範囲の提示が 2 番目のイメージのプレゼンテーションのため、オブザーバーによって知覚されていないを参照する知覚の科学者によって使用される用語です。比較的直感的で驚く、マスキング、それらの多くのさまざまな種類があります。しかし、オブジェクト置き換えマスキング マスキングの 1 つの驚くべきおよび重要な型と呼びます。それ頃に発見された、比較的最近、Enns、ディ Lollo が 1997 年以来視覚科学の研究の焦点になります。1
このビデオはオブジェクト置換を行う方法、標準的実験の結果を分析する方法、またマスキングのこの異常な形態の仮定された原因を説明することを示します。
1. 刺激とデザイン
図 1: オブジェクト変電所ディスプレイの主な要素です。固定表示ですべての試験が始まります、参加者は審判を開始する前にクロスを凝視するように指示されます。すべての試験が終了応答表示、参加者が彼女は 4 つのドットの間に見て覚えている図形を選択します。固定と応答の表示の間、ターゲットを表示する 8 つのシェイプのリングと、図形の 1 つを囲む位置に、4 つのドットのマスクも表示されます。手順で詳しく説明、マスクとターゲット表示できます異なる順序で表示されますが、それぞれが 30 ms の存在に残ります。
図 2: 0 さんの asynchrony 刺激の手始め0 ms の SOA の試験では、マスクとターゲットが同時に表示されます。以来、30 ms の存在を維持する各プログラムは、彼らが存在し、有効期限が切れるだけでなく一緒に。
図 3: 50 さんの asynchrony 刺激の手始め50 ms の SOA 否定的または肯定的なかどうか 1 つの刺激は他の後 50 ms 発症を意味します。しかし、これらの刺激が最後のだけ 30 ms、50 の SOA (クロス固定) を除く空表示で 20 ms を残すことを意味するようにプログラムします。この実験のため定義した SOA ターゲット マスク発症発症として SOA の負の値は、最初に表示されるマスクに関連付けられている肯定的な値は、マスクが 2 番目が表示されることを意味します。
図 4: 10 さんの asynchrony 刺激の手始めマスクとターゲット プログラムを残して 30 ms、10 ms のままマスクとターゲットが重なる中に 20 ms です。
2. 実験の実行
3. 分析結果
視覚の世界は時間と空間で対話オブジェクトの完全、それらの意識の知覚に影響を与えるこれらのディメンション内の重なり-視覚マスキングと呼ばれる概念。
コスチューム変装を身に着けている誰かと同様に、現象発生時ターゲット項目-顔など、2 番目のオブジェクトの存在のために知覚されることはできません-マスク。
ターゲットは、同じ空間位置の一部重複刺激に置き換えられます、これは視覚マスキングのフォーム オブジェクトの置換と呼ばれます。
1997 年に Enns、ディ Lollo によって開拓された方法に基づき、このビデオは、データを分析し、図形の意識の認識と対処結果を解釈する方法と同様、設計および実験、マスキング オブジェクト置換を実装する方法を示します。
この実験は、オブジェクト置き換えマスキングが参加者に誘導されることがありますが見学し、コンピューターの画面上の 4 つの要素のプレゼンテーション: クロス、ターゲット表示、マスク、および応答の選択肢固定。
各試験の開始時はクロスの固定が表示されます、画面の中央部 50 mm ラインで構成され、参加者が注意を払っていることを保証します。
これは 2 番目の要素は、ターゲット表示が続きます: 4 つのイメージのセットからランダムに選択される 8 つのシェイプ、円、正方形、ダイヤモンド、および三角形。30 ms の 150 mm の半径を持つ目に見えない輪の周り表示されます。
直後に 3 番目の要素は、4 つの黒い点は、25 mm の半径とのそれぞれから成っているマスクは正方形の四隅を形成する配置されて 1 つの図形を囲む十分大きい。マスクは、ランダムに選択された対象となる図形の場所を囲むし、試用期間中は 30 ミリ秒で表示されたまま。
ここに重要な独立変数が刺激の立ち上がり、略して SOA-ターゲット表示とマスクの外観の時間差として定義されています。
肯定的な刺激の立ち上がりは、マスクがターゲットの表示後に表示されることを意味します。例えば、50 ms の SOA で、ターゲット表示の 30 ms、20 ms の期間続いて十字固定だけはマスクは 30 ms に来る前に存在に対して表示されます。
30 ms 未満の Soa の言う 10 ターゲット表示が表示されます 10 ms のマスクが見えるようになる前に。別の 20 ミリ秒後ターゲット表示が消えるし、マスクは、10 以上の ms。
ターゲット表示とマスクの両方がある画面に表示される時間は、刺激オーバー ラップと呼ばれます。Asynchrony 刺激の手始めがゼロの場合、これは最大です。
刺激発症が非同期時は否定的な要素の順序を逆: ターゲット表示前にマスクが表示されます。-10 ms の SOA、マスクがターゲット 20 ミリ秒の重なるよう追加 10 ms の目に見えるターゲット表示を残して、消えます前に 10 ms のため表示されます。
-50 ms の SOA のような大きな負の値を持つマスクがあるターゲット表示が 30 ms に来る前にのみ固定が交差する 20 ms の期間が表示されます 30 ミリ秒の表示されます。
SOA に関係なく 4 番目と最終的な要素は応答表示: 4 つの図形が画面の中央に水平方向に整列します。参加者は、自分の好みの形に対応するキーを押すまで表示されます。
従属変数は、Soa の数の間で記録された正しい応答の割合です。オブジェクト置き換えマスキングの離散時間、肯定的な Soa 中の精度が落ちてパフォーマンスで発生し、そのマスクの直後に発生し、ターゲット表示と重なる範囲で誘導する予定です。
実験を開始するには、ラボの募集参加者の 1 人に挨拶して同意フォームを介してそれらを導きます。次に、テスト コンピューターのモニターから 60 cm で座って快適に、それらがあります。
タスクの手順を説明する: 任意の場所に表示される 4 つのドットと一緒に 8 つのシェイプのリングが表示されます。このマスク可能性がある時に、図形が重なるが、でしたも前または後に発生することを示します。
疑わしい場合は、単に推測して、間の空間に表示される図形を記憶するように参加者に指示します。
主なルールを理解すると、一度、いくつかのより多くのポイントを記述する: 彼らはそれぞれのトライアルを開始するにはスペースバーを押す必要がありますときクロス固定表示されます、彼らは試験中に彼らの目を移動しないでください。
今、プログラムを起動し、試験のカップルを完了する、それらを見ての参加者があります。この時点で部屋を出る。
受けず、すべての 300 の試験を完了する参加者を許可-刺激発症外れ値ごとに 20。15 の値があることに注意してください — ターゲットの前のマスクと負に至る — オーバー ラップ ゾーンを含む、次のマスクと、陽性に。
参加者がタスクを完了したら、部屋に戻り、実験に参加をありがちましょう。
データを分析する応答精度を計算-正答率として-すべてが刺激非同期発症時のと、15 の平均をグラフ時間ポイント。
150 や 300 ms の非常に大規模な Soa と、予想通り、正または負のパフォーマンスは、マスクとターゲット表示が個別のイベントとして認識されているので高精度だった。
-90 間否定的な Soa の同様に、-10 ms 参加者の注目がターゲット表示前にマスクの出現によって正しい場所に指示されたので、パフォーマンスがかなり正確だった。
しかし、Soa、ゼロに近い刺激オーバー ラップし、知覚される余りに簡潔に現われたとき、精度は 50% に落ちた。
Soa の重要な範囲は 10 ~ 90、ターゲット表示がマスクの前に示された値から成っています。ここでは、パフォーマンスは貧しく、チャンス レベルに近いドロップします。これは、オブジェクト置き換えマスキングが起こったことと、4 ドットのマスクが図形の意識した認識が形成される前に、脳を混乱させるのに十分だったことを示唆しています。
今、あなたは、オブジェクト置き換えマスキングに精通しているが、視覚認知に関わる神経回路を調査それらと同様、意識の研究での使用方法を見てみましょう。
この向マスキング ・ パラダイムの併用反復経頭蓋磁気刺激、rTMS、意識的な知覚に関与する脳の回路を分離することができます。磁気コイルは、繰り返し簡単に無効にする皮質の一部の原因と脳の小さな電気電位を誘導するために使用できます。
1 つの調査で廣瀬見つけた場合 V5/MT + 領域視覚野、運動、知覚の役割を果たすことが知られていたタスク中に無効になって、マスキングの効果を打ち消すことができました。これは rTMS 中断がマスクともはや同じイベントの両方を表示する許可の一部として認識されるターゲットを引き起こしたことを示唆します。
他の研究者はことばによるプライミングのような動作に影響を与える認識する必要があります刺激かどうか調査しています。この効果の詳細については、ことばによるプライミング認知心理学コレクションで私たちのビデオをチェックしてください。
グッドヒューと同僚による調査では、彼らはマスキング ・ タスクのバリエーションを使用-マスクの 4 つの点がどちらかのピンクまたは青- と色を覚えて、参加者に尋ねた。マスクは、ピンク、ブルー、メール、時間、JQCG、および AWHF の単語から成るターゲット刺激と発表されました。
200 ms の soa を実装した参加者は、ターゲット単語ターゲットはなかったときよりも色の名前はだったとき高速マスクの色を名前しました。これは本当だったかどうか参加者が正しく識別する word または word 以外であると対象刺激が知覚されるか、有用であることの意識を入力する必要はありませんを示唆しています。
オブジェクト置き換えマスキングのゼウスのビデオを見てきただけ。今を分析し、結果を評価する方法と同様に、要素を設計し、テストを実行する方法のよい理解が必要です。
見てくれてありがとう!
図 5のグラフは、参加者間で SOA の機能として応答精度を平均します。グラフ必要があります明確にするよう、これらの結果を分析、分散分析はおそらく SOA の有意な効果を示すでしょう。それはどのような効果が表示ですか。それは、非常に大規模な Soa の負または正の作業でマスクは何も-パフォーマンスは非常に良いが表示されます。150 や 300 ms で区切られたときマスクと標的刺激、実際には別のイベントです。しかし、これら重要な条件は露出の 30 ms の 4 つの点の位置にも関連目標形状が知覚されることことを示すため。つまり、本質的にことはありませんがこれらのプレゼンテーションの時間についてあまりにも速く表示されます。同様に、否定的な Soa パフォーマンスが非常に良いほとんどです。マスクがターゲット刺激を前に試験です。でも-10 と 0 の SOA、パフォーマンスが 50% またはより良いとマスクと刺激の重複 20 に 30 ms のこれらの Soa 中です。
図 5:実験結果のオブジェクト置き換えマスキングします。プロット結果は、SOA の関数として平均応答精度です。各試行における 4 つの図形があったので推測してチャンスをマーク赤い線でラベル付けされた 25% の平均精度になります。マスク (否定的な SOA の場合)、ターゲット刺激の前に、非常に良い傾向がありますパフォーマンスよりも 50% と 80% よりも多い。これは、このようなマスクは、それをマスクするためにターゲットの後に来る必要があるためにです。Soa 90 を 10 ms の範囲で、ただし、精度は驚くほど低く、25% に落とす時。これは、オブジェクトの置換定型が動作中に Soa の範囲です。
重要な Soa これら SOAs で 10、90 さんのもの、パフォーマンスが非常に悪い、低としてドロップするとチャンス何誰か彼らがただ推測している場合に行うでしょう。これらの Soa でパフォーマンスを示しますオブジェクト置き換えマスキングが行われています。なぜでしょうか。
4 個のドットが重なって、マスクの形状のいずれかをカバーしたりしないでくださいことを覚えてください。しかし、完全に囲まれている空間に図形が含まれています。この現象のための説明は網膜を刺激する単に必要があります意識的知覚される刺激のため、します。それは処理し、再処理する必要があります。意識した認識は、私たちの脳を作成する時間がかかるものです。サラウンドだけ占められた位置に表示される 4 つの点を効果的に脳を混乱させる提供します。彼らは、それを意識的に自覚する必要があります最初の刺激の再処理を停止します。
近年オブジェクト置き換えマスキングの多くのアプリケーションは意識的な経験の生産に関与する脳の回路を隔離するための神経生理学的技術と組み合わせてそれを利用して研究があります。2005 年に廣瀬の2実験反復経頭蓋磁気刺激 (rTMS) と呼ばれる技術を使用して: 研究者は主題の頭脳の小さい電位を誘導するために磁気コイルを使用し、繰り返し誘導は、短時間の非アクティブ化野の小さな部分を引き起こすことができます。広瀬らの研究で、彼らは V5 と呼ばれる視覚皮質の領域を非アクティブ化/MT +。効果は、この防がれたオブジェクト置き換えマスキング正 SOA ドット プレゼンテーションが刺激の知覚を防がなかっただった。V5/MT + 運動知覚に大きな役割を果たすことが知られています。その役割が広い、知覚的な経験の瞬間を一緒に接続に参加していることが示唆されました。同じイベントの一環として、中断されたとき、マスクと標的刺激を見ることができないし、その結果、マスクがマスクに失敗します。
オブジェクト置き換えマスキングを使用されている別の方法は、刺激が意識に行動に影響を与えるためにそれを作る必要があるかについての質問を調査することです。たとえば、マスクされた単語がオブザーバーによって報告できるではないです。しかしプライミング効果が必要か、いくつかの研究では、それはことを示唆しています。3
The visual world is full of objects that interact in space and time, and overlap within these dimensions can influence the conscious perception of them—a concept referred to as visual masking.
Similar to someone wearing a costume disguise, the phenomenon occurs when a target item—such as a face—cannot be perceived due to the presence of a second object—a mask.
When a target is substituted with a stimulus that overlaps in part of the same spatial location, this is a form of visual masking called object substitution.
Based on the methods pioneered by Enns and Di Lollo in 1997, this video demonstrates how to design and implement an object substitution masking experiment, as well as how to analyze the data and interpret the results dealing with the conscious perceptions of shapes.
In this experiment, object substitution masking is induced in participants as they observe the presentation of four elements on a computer screen: a fixation cross, target display, mask, and response choices.
At the start of each trial, a fixation cross is shown, which consists of 50-mm lines in the center of the screen, and ensures that participants are paying attention.
This is followed by the second element, the target display: eight shapes that are randomly selected from a set of four images—a circle, square, diamond, and triangle. They are displayed around an invisible circle with a radius of 150 mm for 30 ms.
Immediately after is the third element, the mask, which consists of four black dots, each with a radius of 25 mm, arranged to form the four corners of a square just large enough to enclose one shape. The mask surrounds the location of the randomly selected target shape and remains visible for 30 ms during a trial.
A critical independent variable here is the stimulus onset asynchrony—SOA for short—defined as the time difference between the appearance of the target display and mask.
A positive stimulus onset asynchrony means that the mask will appear after the target display. With, for instance, an SOA of 50 ms, the target display is shown for 30 ms, followed by a period of 20 ms where only the fixation cross is present before the mask comes on for 30 ms.
For SOAs less than 30 ms, say 10, the target display is shown for 10 ms before the mask becomes visible. After another 20 ms, the target display goes away and the mask remains for 10 more ms.
The time that the target display and mask are both onscreen is referred to as stimulus overlap. This is maximal when the stimulus onset asynchrony is zero.
When the stimulus onset asynchronies are negative, the order of the elements is reversed: the mask appears before the target display. With an SOA of -10 ms, the mask is presented for 10 ms before the target overlaps for 20 ms. It then disappears, leaving the target display visible for an additional 10 ms.
With larger negative values, like an SOA of -50 ms, the mask is shown for 30 ms. There is then a period of 20 ms where only the fixation cross appears before the target display comes on for 30 ms.
Regardless of the SOA, the fourth and final element is the response display: four shapes arranged horizontally in the center of the screen. They are shown until the participant presses the key corresponding to the shape of their choice.
The dependent variable is the percentage of correct responses recorded across the number of SOAs. Object substitution masking is expected to be induced in a discrete range of time, resulting in performance with reduced accuracy during positive SOAs, when the mask occurs shortly after and overlaps with the target display.
To begin the experiment, greet one of the recruited participants in the lab and guide them through the consent forms. Then, have them sit comfortably, 60 cm away from the monitor of the test computer.
Explain the task instructions: they’ll see a ring of eight shapes, along with four dots that will appear at a random location. Indicate that this mask may sometimes overlap a shape in time, but could also either precede or occur after it.
Instruct the participant to remember the shape that appears in the space between, and when in doubt, to simply guess.
Once the main rules are understood, describe a few more points: They should press the spacebar to start each trial; and when the fixation cross appears on the display, they should not move their eyes during the trials.
Now, have the participant start the program and watch them as they complete a couple of trials. At this point, leave the room.
Without supervision, allow the participant to complete all 300 trials—20 for each stimulus onset asynchrony value. Note that there are 15 values—ranging from negative, with the mask preceding the target—to positive, with the mask following, including an overlap zone.
When the participant has completed the task, return to the room and thank them for taking part in the experiment.
To analyze the data, compute the response accuracy—as percent correct—across all of the stimulus onset asynchronies, and graph the averages for the 15 time points.
As predicted, with very large SOAs of 150 or 300 ms, positive or negative, performance was highly accurate because the mask and the target display were perceived as separate events.
Similarly, for the negative SOAs between -90 and -10 ms, performance was fairly accurate since the participant’s attention was directed to the correct location by the appearance of the mask before the target display.
However, accuracy dropped to 50% when the SOAs were near zero, as the stimuli overlapped and appeared too briefly to be perceived.
The critical range of SOAs consisted of values between 10 and 90, where the target display was shown before the mask. Here, performance was poor, dropping near chance level. This suggests that object substitution masking took place and that the four-dot mask was enough to confuse the brain before a conscious perception of the shape formed.
Now that you are familiar with Object Substitution Masking, let’s look at how it’s used in studies of conscious awareness, as well as those investigating the neural circuitry involved in visual perception.
This masking paradigm can be combined with repeated Transcranial Magnetic Stimulation, rTMS, to isolate brain circuits involved in conscious perception. A magnetic coil can be used to repeatedly induce small electrical potentials in the brain, causing a small portion of cortex to briefly deactivate.
In one study, Hirose and colleagues found that if the V5/MT+ regions of visual cortex, known to play a role in the perception of motion, were deactivated during the task, they were able to negate the effects of masking. This suggests that the rTMS disruption caused the mask and target to no longer be perceived as part of the same event, allowing the subject to see both.
Other researchers are investigating whether a stimulus needs to be perceived to influence behavior, like verbal priming. For more details on this effect, check out our video in the Cognitive Psychology collection, Verbal Priming.
In a study conducted by Goodhew and colleagues, they used a variation of the masking task—the four dots in the mask were either pink or blue—and asked participants to remember the color. The masks were presented with target stimuli consisting of the words PINK, BLUE, MAIL, HOUR, JQCG, and AWHF.
With an SOA of 200 ms, participants named the color of the mask faster when the target word was the name of the color than when the target was not. This was true whether or not the participant could correctly identify the target as being either a word or non-word, suggesting stimuli do not need to be perceived or enter consciousness to be useful.
You’ve just watched JoVE’s video on Object Substitution Masking. Now you should have a good understanding of how to design the elements and run the experiment, as well as how to analyze and assess the results.
Thanks for watching!
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