Jak tworzyć i używać rywalizacji lornetkowej

Każde z naszych oczu normalnie widzi nieco inny obraz, a mózg łączy te dwa obrazy w jedną spójną reprezentację. Jednakże, gdy oczom przedstawia się obrazy, które są wystarczająco różne od siebie, pojawia się wzorzec zmian percepcyjnych, jeden obraz dominuje w świadomości, podczas gdy drugi jest stłumiony. Dominacja zmienia się między tymi dwoma obrazami zwykle co kilka sekund.

To zjawisko percepcyjne jest znane jako rywalizacja obuoczna. Aby stworzyć bodziec rywalizacji obuocznej, każdemu oku prezentowany jest inny obraz w tym samym postrzeganym miejscu. Ten film opisuje kilka niedrogich i prostych sposobów tworzenia i używania rywalizacji lornetkowej.

Cześć, nazywam się David Carmel. Jestem stażystą podoktorskim na Wydziale Psychologii Uniwersytetu Nowojorskiego. Cześć, nazywam się Mike Arca i jestem studentem studiów magisterskich na Wydziale Psychologii Uniwersytetu Princeton.

W tym filmie opiszemy kilka tanich i prostych sposobów tworzenia i wykorzystywania rywalizacji lornetkowej. Rywalizacja obuoczna jest uważana za przydatną do badania selekcji percepcyjnej i świadomości zarówno w modelach ludzkich, jak i zwierzęcych, ponieważ niezmienne dane wejściowe do każdego oka prowadzą do zmian w świadomości wzrokowej. Istnieje kilka sposobów na stworzenie rywalizacji lornetkowej, ale nowicjusze w tej dziedzinie często nie są pewni, która metoda najlepiej odpowiadałaby ich konkretnym potrzebom.

Naszym celem jest tutaj opisanie zalet i wad najpopularniejszych metod. Więc zacznijmy. Rywalizacja obuoczna może być wywołana przez przedstawienie każdemu oku niedającego się pogodzić innego obrazu w odpowiednich lokalizacjach siatkówki zamiast pojedynczego połączonego obrazu, to, co obserwatorzy zwykle widzą, to wzorzec zmian percepcyjnych, w którym obraz każdego oka dominuje w świadomej percepcji przez pewien czas, podczas gdy drugi obraz jest stłumiony.

Okresy dominacji i tłumienia zmieniają się okresowo, z krótkimi okresami mieszanej percepcji. Rywalizacja obuoczna może być wykorzystana do zbadania kilku ważnych pytań, takich jak: na jakich etapach w hierarchii przetwarzania wzrokowego zdarzenia neuronalne korelują ze świadomym doświadczeniem? W jaki sposób mózg radzi sobie z konkurencją między bodźcami i wybiera, który z nich wprowadzić do świadomości?

Jakie aspekty obrazu, który jest stłumiony przed świadomością, mogą być mimo wszystko przetworzone i jak takie przetwarzanie może wpływać na zachowanie? Istnieje kilka prostych metod tworzenia lornetkowego pokazu rywalizacji. W tym filmie przedstawiono najpopularniejsze metody, w tym zalety i wady każdej z nich.

Zanim przejdziemy do metod, musimy zająć się kwestią utrzymania stabilnych dziewic podczas eksperymentów z rywalizacją lornetkową. Zanim przejdziemy do konkretnych metod tworzenia rywalizacji, ważne jest, aby wspomnieć o kwestii stabilnych dziewic, która jest istotnym czynnikiem we wszystkich metodach, które zostaną opisane. Zwykle nasze oczy obracają się lub wykonują ruchy dziewicze w taki sposób, że ten sam utrwalony obraz pada na każdy dołek centralny.

Jednak udane dziewice zależą od tego, czy każde oko widzi te same rzeczy. Jeśli każde oko zostanie przedstawione z zupełnie innym obrazem, dziewice zostaną zakłócone, ponieważ mózg nie będzie miał wystarczających informacji, aby zdecydować o prawidłowym kącie dziewicy. Może to zakłócić rywalizację obuoczną, ponieważ oba obrazy mogą nie padać na odpowiadające sobie lokalizacje siatkówki.

Dlatego oprócz różnych obrazów, wyświetlacz powinien zawierać elementy, które są identyczne dla obu oczu. Dzięki temu oczy utrzymują stabilne spojrzenie pomimo różnicy między rywalizującymi ze sobą elementami obrazów. Zazwyczaj dziewicze identyczne elementy stabilizujące obejmują punkt mocowania w środku rywalizujących obrazów i ramkę wokół obrazów.

Oprawka może być jednolita lub teksturowana i może mieć dowolny kształt, o ile jest identyczna w obu oczach. Nieskorelowane poziome ruchy gałek ocznych są bardziej prawdopodobne niż pionowe. W związku z tym zamiast pełnej klatki można użyć paska z teksturą po obu stronach każdego obrazu.

Wreszcie, w niektórych badaniach, ramka może być niepożądana. Na przykład, jeśli eksperyment wymaga, aby bodźce pojawiały się na jednolitym tle, w takich przypadkach można użyć linii NUNU lub obrazu, który pojawia się dalej od bodźca, takiego jak pierścienie tarczy do rzutek. Przyjrzyjmy się teraz, jak wywołać rywalizację lornetkową.

Tutaj przyjrzymy się trzem niedrogim i prostym opcjom, w tym czerwono-niebieskim goglom, stereoskopowi lustrzanemu i goglom pryzmatycznemu za pomocą gogli chromatycznych, czerwony, niebieski lub czerwony zielony jest popularną metodą preferowaną przez wielu badaczy, ponieważ jest najłatwiejsza i najtańsza do wdrożenia, wszystko, czego potrzeba, to para gogli celofanowych dostępnych w wielu sklepach z zabawkami. Tutaj użyjemy czerwono-niebieskich gogli ustawionych poprzez przygotowanie jednego obrazu, który jest wyświetlany wyłącznie przez niebieski pistolet monitora, a drugiego, który jest wyświetlany w tym samym miejscu na ekranie wyłącznie przez czerwony pistolet. Każda z soczewek przejdzie tylko przez jeden z obrazów, więc dwa różne obrazy spadną na odpowiednie lokalizacje siatkówki w obu oczach i zaczną ze sobą rywalizować.

Dwa obrazy powinny zawierać identyczne informacje, takie jak ramka lub punkt mocowania, aby zapewnić stabilne dziewice. Te identyczne elementy powinny być w kolorze, który przepuszczą obie soczewki, takim jak lub biały. Zauważ, że ta technika nie ma nic wspólnego z widzeniem kolorów.

Kolory są po prostu używane do segregacji dwóch obrazów, z których każdy do jednego oka. Powinno to działać nawet dla obserwatorów z nieprawidłowym widzeniem kolorów. Do zalet używania gogli czerwono-niebieskich można zaliczyć to, że sprzęt jest bardzo tani, a bodźce są bardzo łatwe do przygotowania.

Czerwono-niebieskie gogle mogą być z łatwością używane ze wszystkimi metodami neuroobrazowania, w tym z rezonansem magnetycznym. I wreszcie, czerwono-niebieskie gogle nie wymagają stabilizacji głowy ani indywidualnego dopasowania urządzenia obserwacyjnego dla każdego obserwatora. Wadą jest to, że każdy obraz może zawierać tylko odcienie jednego koloru, więc nie ma bodźców chromatycznych.

Soczewki nie są idealne, więc zawsze będzie trochę przesączania i każde oko zobaczy część obrazu drugiego oka. Stwarza to problem z twierdzeniem, że stłumiony obraz był całkowicie niewidoczny. Przebijanie można zmniejszyć, stosując więcej niż jeden filtr.

Na przykład noszenie dwóch gogli, jednego na drugim, a na końcu czerwono-niebieskich gogli nie działa dobrze z większością obecnych okularów śledzących ruch gałek ocznych. Przejdźmy teraz do lustrzanej metody stereoskopowej. Lustra można łatwo ustawić tak, aby dostarczały inny obraz do każdego z oczu obserwatora.

Najpierw przygotuj dwa różne obrazy, które mają identyczne elementy i wyświetl je obok siebie na monitorze. Stereoskop lustrzany jest łatwy do skonstruowania, więc wszystko, czego potrzeba, to cztery lustra i stojaki, aby zamontować je na miejscu. Dwa lustra tak, aby każde znajdowało się blisko jednego oka i pod kątem 45 stopni do linii patrzenia tego oka, użyj podbródka, aby ustabilizować położenie głowy obserwatora.

Umieść kolejne lustro po obu stronach każdego z pierwszych dwóch luster, skierowane w stronę bodźców pod kątem 45 stopni, tak aby każdy obraz padał na odpowiednie miejsce w każdym oku. Odmienne obrazy powinny teraz ze sobą rywalizować. W większości przypadków wygodnie jest użyć jednego z kilku dostępnych na rynku stereoskopów.

Oczy każdego obserwatora są nieco inne, więc umieszczając obserwatora przed wyświetlaczem, może być konieczne dostosowanie kątów lustra, aby uzyskać stabilne dziewice. Podczas korzystania z lustrzanego stereoskopu ważne jest, aby upewnić się, że każde oko widzi tylko ten obraz, który powinien, i że obraz ten jest widziany tylko w miejscu, w którym rywalizuje z drugim obrazem. W wielu przypadkach każde oko będzie miało również linię widzenia do obrazu drugiego oka.

Aby zablokować tę niepożądaną linię widzenia, umieść przegrodę. Na przykład arkusz tektury rozciągający się od linii środkowej stereoskopu między oczami obserwatora w kierunku środka wyświetlacza w taki sposób, że blokuje linię widzenia do drugiego bodźca wzrokowego. Dodatkowym problemem, który może wystąpić, jest to, że każde oko może zobaczyć obraz, który powinno zobaczyć dwa razy, raz przez lustro, a raz ponownie bezpośrednio.

Spowoduje to, że obok miejsca, w którym dochodzi do rywalizacji, pojawi się dodatkowy obraz każdego bodźca. Aby tego uniknąć, dostosuj zależność między położeniem obrazów a odległością obserwatora od ekranu. Aby dokonać tych korekt przed rozpoczęciem eksperymentu, przygotuj obraz pokazujący tylko te części wyświetlacza, które są identyczne na obu obrazach i służy do ustawienia stereoskopu dla każdego obserwatora przed wyświetleniem bodźca rywalizacji.

Zaletą stosowania stereoskopów lustrzanych jest to, że oddzielne obrazy pozwalają na wykorzystanie bodźców chromatycznych. Obrazy są całkowicie odrębne i nie mogą przenikać się nawzajem. Przygotowanie bodźca jest łatwe i proste.

Dowolne dwa obrazy przedstawione obok siebie mogą ze sobą rywalizować. I wreszcie, stereoskopy mogą być używane w połączeniu ze śledzeniem ruchu gałek ocznych. Wadą jest to, że stereoskopy pozwalają na prezentację tylko dość małych bodźców, ponieważ tylko połowa pola widzenia może być wykorzystana do prezentacji każdego obrazu.

Stereoskopy nie mogą być łatwo używane w skanerze MRI, ponieważ wymagałoby to, aby wszystkie elementy stereoskopu były niemagnetyczne, a konfiguracja musiałaby również obejmować dodatkowe nachylenie lustra, przez które bodźce są zwykle oglądane w skanerze. I wreszcie, stereoskopy wymagają stabilizacji głowy i indywidualnej regulacji dla każdego obserwatora. Zobaczmy teraz, jak korzystać z gogli pryzmatycznych.

Metoda gogli pryzmatycznych jest wariacją na temat idei stereoskopu wykorzystującego gogle, w których soczewki są pryzmatami, a nie lustrami. Podobnie jak w przypadku lustra, obrazy stereoskopowe są prezentowane obok siebie na monitorze. Soczewki pryzmatyczne można kupić u dowolnego komercyjnego dostawcy optyki wraz z plastikowymi ramkami.

Każdy z pryzmatów zakrzywia światło, sprawiając, że obiekty znajdujące się z boku wydają się być skierowane na wprost. Po drugie, takie pryzmaty zorientowane w przeciwnych kierunkach działają w taki sam sposób jak lustro. Stereoskop, czy stworzyliby iluzję, że dwa obrazy, które w rzeczywistości są fizycznie obok siebie, nakładają się na siebie w przestrzeni?

Pamiętaj, że podczas korzystania z gogli pryzmatycznych nadal musisz używać separatora, ponieważ każde oko może zobaczyć obraz drugiego oka. Jednak odległość i rozmiar wyświetlacza nie muszą być dostosowywane, ponieważ każdy obraz ma tylko jedną linię widzenia do każdego oka. Zalety i wady gogli pryzmatycznych są podobne do stereoskopów lustrzanych, z jedną dużą różnicą.

Gogle pryzmatyczne w skanerze MRI są łatwe w użyciu, ponieważ mogą być wykonane z tworzywa sztucznego i są bardziej kompaktowe niż lustrzany stereoskop. Zobaczmy teraz, jak zapewnić całkowite tłumienie obrazów, aby odpowiedzieć na pytania badawcze dotyczące przetwarzania stłumionego obrazu. Podczas eksperymentów z rywalizacją lornetkową silna forma rywalizacji znana jako ciągłe tłumienie błysku lub w skrócie CFS jest najbardziej odpowiednia do wytworzenia bodźca CFS.

Obraz o stosunkowo niskim kontraście dla jednego oka. Będzie to stłumiony obraz. Prezentuj drugiemu oku obraz o wysokim kontraście, szybko zmieniający się.

Będzie to dominująca maska CFS, która będzie maksymalnie skuteczna. Maska CFS powinna zmieniać się z częstotliwością od 10 do 20 herców. CFS można indukować przy użyciu wszystkich metod rywalizacji opisanych wcześniej w tym filmie przy użyciu lustrzanego stereoskopu lub gogli pryzmatycznych.

Maska CFS złożona z wielu małych, kolorowych elementów jest bardzo skuteczna. Jednak maska CFS złożona z elementów w skali szarości może być również skuteczna podczas korzystania z czerwono-niebieskich gogli. Maska CFS może składać się z wielu elementów, które są tego samego koloru.

Jeśli obejrzysz ten film przez czerwono-niebieskie gogle, prawdopodobnie dostaniesz dużo krwawienia z powodu kompresji wideo, przez którą przeszedł, aby zmaksymalizować szanse na całkowite stłumienie. Dostosuj poziom kontrastu stłumionego obrazu przed rozpoczęciem eksperymentu. Naprzemienność, obraz dominujący i stłumiony są zwykle stopniowe i mogą być raczej powolne, co oznacza, że sporo czasu oglądania zajmują fazy mieszane.

Specyficzna forma faz mieszanych różni się w zależności od obserwatora i dla różnych bodźców. Pokazane są tutaj dwie popularne formy faz mieszanych. Po pierwsze, w rywalizacji fragmentarycznej faza mieszana może polegać na tym, że stłumiony obraz stopniowo staje się dominujący poprzez rosnącą liczbę dominujących plam na bodźcu.

Po drugie, faza mieszana może również wystąpić poprzez falę dominacji przetaczającą się przez obraz. Aby wywołać taką falę, należy wprowadzić przyrost kontrastu do określonej części stłumionego obrazu. Naprzemienne naprzemienne współzawodnictwo obuoczne występuje w losowych, niezależnych odstępach czasu.

Oznacza to, że czas trwania ostatniego interwału dominacji nie przewiduje, jak długi będzie następny. Jeśli czasy dominacji są podzielone na przedziały o równej szerokości. Histogram pokazujący, ile dominujących czasów trwania każdej długości wystąpiło, wydaje się być dobrze dopasowany przez skośny rozkład znany jako funkcja gamma.

Wpływ eksperymentalnych manipulacji na czas trwania i rywalizację ma tendencję do przejawiania się w postaci najlepiej dopasowanej funkcji gamma w każdym stanie. Wystąpi wiele różnych czasów dominacji, ale prawdopodobieństwo ich wystąpienia może zostać zmienione przez czynniki manipulacyjne, takie jak dwa obrazy. Obiekty niskiego poziomu wpływają na względny czas trwania ich dominacji i okresu tłumienia.

Na przykład, jeśli te dwa obrazy różnią się od siebie, obraz o wyższym kontraście będzie miał dłuższy czas dominacji, co prowadzi do najlepiej dopasowanego rozkładu gamma z większą medianą. Dodatkowo, różni obserwatorzy mogą dawać różne rozkłady gamma dla tego samego zestawu bodźców. Możliwe jest użycie parametrów funkcji gamma jako zmiennych zależnych w eksperymencie, ale związek między tymi parametrami a kształtem rozkładu nie jest łatwo przejrzysty

W związku z tym przydatna może być bardziej dostępna miara tendencji centralnej. Ponieważ jednak rozkład gamma może być bardzo zniekształcony, mediana czasu trwania, a nie średnia, jest częściej reprezentatywna dla wyników. Użycie mediany rozkładu niegaussowskiego oznacza również, że o ile nie ma dużej liczby punktów danych, odpowiednie testy statystyczne powinny być nieparametryczne.

W tym filmie opisaliśmy naturę rywalizacji lornetkowej, kilka metod jej tworzenia oraz kwestie, które należy wziąć pod uwagę podczas jej używania. Mamy nadzieję, że nasze wprowadzenie okaże się pomocne w wykorzystaniu tego fascynującego zjawiska.