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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Маскировка подстановки объектов

0 просмотров10:14 мин.

1. Стимулы и дизайн

Для проведения этого эксперимента потребуется среда программирования, такая как MATLAB, или экспериментальное программное обеспечение для секвенирования, такое как E-Prime.
Каждое испытание будет состоять из четырех основных компонентов: фиксирующего креста, дисплея формального стимула (называемого дисплеем-мишенью), маски (четыре точки) и дисплея ответа. На рисунке 1 изображены четыре основных элемента в каждом испытании.
1. Фон дисплея всегда будет белым.
2. Фиксирующий крест представляет собой небольшой крест в центре дисплея, каждое плечо которого имеет размер 0,25 см. Фиксирующий крест будет присутствовать всегда, за исключением момента, когда появляется отображение отклика.
3. Дисплей ответа будет состоять из черного контура квадрата, круга, ромба и треугольника, расположенных горизонтально и в центре экрана. Каждая фигура должна быть вписана в невидимый круг радиусом 0,75 см.
4. Целевой дисплей будет включать в себя восемь фигур, случайным образом выбранных в каждом испытании из набора из четырех: черный контур круга, квадрата, ромба и треугольника. Не все фигуры должны появляться в каждом испытании, и, конечно, формы могут (и будут повторяться) в данном испытании. Опять же, каждая фигура будет иметь радиус 0,75 см. Они будут появляться в случайных позициях на невидимом круге радиусом 1,5 см от фиксирующего креста в центре экрана.
5. Маска будет представлять собой четыре черных диска (точки) радиусом 0,25 см. Точки должны быть расположены так, чтобы образовать четыре угла квадрата, достаточно больших, чтобы вместить в себя все четыре формы мишеней.

Рисунок 1: Основные элементы отображения объектной подстанции. Каждое испытание будет начинаться с демонстрации фиксации, и участники будут проинструктированы о том, как зафиксировать крест перед началом испытания. Каждое испытание будет заканчиваться отображением ответа, на котором участница выберет форму, которую она помнит между четырьмя точками. Между фиксационным и реакционным дисплеями на целевом дисплее будет отображаться кольцо из восьми фигур, а также появится маска из четырех точек, расположенная вокруг одной из фигур. Как более подробно описано в этой процедуре, отображение маски и цели может отображаться в разном порядке, но каждый из них будет присутствовать в течение 30 мс.

Последовательность событий в каждом испытании будет начинаться с экрана фиксации, который будет присутствовать до тех пор, пока участник не нажмет пробел, и в течение 200 мс после.
Испытание всегда заканчивается отображением ответа, которое будет присутствовать до тех пор, пока участник не войдет в ответ (щелкнув по форме, которую, по его мнению, он видел между четырьмя точками в этом испытании).
Между дисплеями фиксации и реакции в течение 30 мс будет отображаться целевой дисплей и маска. Маска будет окружать положение случайно выбранной формы мишени в каждом испытании.
Критической независимой переменной в этом эксперименте является асинхронность начала стимула (SOA). Она определяется как разница во времени между возникновением двух стимулов, в случае данного эксперимента на дисплее маски и мишени. Таким образом, SOA - это время начала отображения цели за вычетом времени начала отображения маски. На рисунках 2-4 схематизированы несколько попыток эксперимента с различными SOA.
1. Если SOA равен 0, это означает, что стимулы появляются вместе (и поскольку каждый из них длится 30 мс, они также исчезают вместе).
2. Если SOA отрицательный, это означает, что маска появилась перед на целевом дисплее.
3. Если SOA положительный, это означает, что маска появилась после целевого дисплея.
4. Эксперимент будет включать в себя 15 различных SOA, 0 мс, а также положительные и отрицательные: 10, 30, 50, 70, 90, 150 и 300 мс.

Рисунок 2: Асинхронность начала стимула 0 мс. В исследовании с SOA 0 мс маска и мишени появляются одновременно. Поскольку каждый из них запрограммирован на присутствие в течение 30 мс, они присутствуют и исчезают вместе.

Рисунок 3: Асинхронность начала стимула в 50 мс. SOA в 50 мс, будь то отрицательный или положительный, означает, что один стимул будет срабатывать через 50 мс после другого. Но эти стимулы запрограммированы на продолжительность только 30 мс, а это означает, что SOA 50 оставит 20 мс с пустым дисплеем (за исключением фиксирующего креста). Для этого эксперимента мы определили SOA как целевое начало маски, что означает, что отрицательные значения SOA связаны с тем, что маска появляется первой, а положительные значения — с тем, что маска появляется второй.

Рисунок 4: Асинхронность начала стимула в течение 10 мс. С масками и мишенями, запрограммированными на присутствие в течение 30 мс, SOA продолжительностью 10 мс оставляют 20 мс, в течение которых маска и мишень перекрываются.

Сформируйте последовательность эксперимента таким образом, чтобы включить в него 20 попыток с каждой из 15 СОА, случайным образом смешивая все различные виды попыток.
Критическим фактором является то, что участник не знает, где будут появляться точки в каждом испытании, поэтому убедитесь, что точки появляются непредсказуемо от испытания к испытанию.
Убедитесь, что экспериментальная программа выводит достаточно информации о каждом испытании, чтобы вы могли проанализировать результаты позже. Релевантная информация для каждого испытания: номер испытания, SOA в этом испытании, форма, показанная между маской, и форма ответа, предоставленная участником.

2. Запуск эксперимента

Чтобы провести этот эксперимент, вам нужно набрать 10 участников, каждый из которых будет тестироваться индивидуально в тихой комнате.
Когда участник прибудет на эксперимент, посадите его на расстоянии 60 см от монитора тестового компьютера.
Изображение на экране должно быть изображением целевого дисплея с маской. Используйте это изображение, чтобы объяснить инструкции следующим образом:
1. В каждом испытании этого эксперимента вы увидите кольцо форм, подобное тому, что показано здесь [указывает]. Кроме того, вы увидите четыре точки, как здесь. Иногда они будут накладываться друг на друга, как на этом изображении. Но иногда одно может предшествовать другому. Независимо от порядка их появления, ваша задача состоит в том, чтобы просто попытаться увидеть и запомнить форму, которая появляется в пространстве между этими четырьмя точками. Есть ли в этом смысл?"
2. Прекрасно. Иногда это может казаться трудным – вам может казаться, что вы действительно не знаете ответа. Просто догадывайтесь в таких случаях. Еще несколько вещей. Каждое испытание будет начинаться с отображения только креста, как тот, что посередине. Прежде чем начать испытание, убедитесь, что вы фиксируете крест, и постарайтесь изо всех сил не двигать глазами. Когда вы будете готовы, вы нажмете пробел, чтобы начать пробную версию."
Объяснив участникам инструкции, начните эксперимент и наблюдайте за ним в течение четырех или пяти попыток, чтобы убедиться, что он понял инструкции. Затем оставьте их для завершения эксперимента.

3. Анализ результатов

Чтобы проанализировать результаты, сначала необходимо вычислить точность ответа отдельно для каждого субъекта и SOA.
Затем вы можете усреднить точность ответа по SOA по всем темам.
Чтобы определить, существует ли существенное влияние SOA на производительность, выполните повторные измерения ANOVA на точность в зависимости от SOA с помощью MATLAB или статистического пакета, такого как SPSS.