Как создавать и использовать бинокулярный Соперничество

Каждый из наших глаз обычно видит немного разное изображение, и мозг объединяет эти два изображения в единое связное представление. Однако, когда глазам представляются образы, которые существенно отличаются друг от друга, возникает паттерн перцептивных чередований, когда один образ доминирует в сознании, в то время как другой подавляется. Доминирование чередуется между двумя изображениями, как правило, каждые несколько секунд.

Этот феномен восприятия известен как бинокулярное соперничество. Чтобы создать стимул бинокулярного соперничества, каждому глазу представляется разное изображение в одном и том же воспринимаемом месте. В этом видео описано несколько недорогих и простых способов создания и использования бинокулярного соперничества.

Привет, меня зовут Дэвид Кармел. Я работаю постдоком на факультете психологии в Нью-Йоркском университете. Здравствуйте, меня зовут Майк Арка, и я аспирант факультета психологии Принстонского университета.

В этом видео мы опишем несколько дешевых и простых способов создания и использования бинокулярного соперничества. Бинокулярное соперничество считается полезным для изучения перцептивного отбора и осознания как у человека, так и у животных, потому что неизменные входные данные в каждый глаз приводят к изменениям в визуальном восприятии. Существует несколько способов создания бинокулярного соперничества, но новички в этой области часто не уверены, какой метод лучше всего удовлетворит их конкретные потребности.

Наша цель здесь — описать преимущества и недостатки наиболее распространенных методов. Итак, приступим. Бинокулярное соперничество может быть вызвано представлением каждому глазу непримиримо различного изображения в соответствующих местах сетчатки вместо одного комбинированного изображения, которое обычно видят наблюдатели как паттерн перцептивных чередований, в котором изображение каждого глаза доминирует над сознательным восприятием в течение определенного периода, в то время как другое изображение подавляется.

Периоды доминирования и подавления периодически меняются местами, и лишь на короткое время наблюдается смешанное восприятие. Бинокулярное соперничество может быть использовано для изучения нескольких важных вопросов, например, на каких этапах иерархии визуальной обработки нейронные события коррелируют с сознательным опытом? Как мозг разрешает конкуренцию между стимулами и выбирает, какой из них следует осознать?

Какие аспекты изображения, которые тем не менее подавляются из осознания, могут быть обработаны и как такая обработка может повлиять на поведение? Существует несколько простых методов создания бинокулярного соперничества. В этом видео изложены самые популярные методы, включая преимущества и недостатки каждого метода.

Прежде чем перейти к методам, мы должны рассмотреть вопрос о поддержании стабильных девственниц во время экспериментов с бинокулярным соперничеством. Прежде чем перейти к конкретным методам создания соперничества, важно упомянуть вопрос о стабильных девственницах, который является жизненно важным фактором во всех методах, которые будут описаны. Обычно наши глаза поворачиваются или совершают движения девственниц таким образом, что один и тот же фиксированный образ падает на каждую ямку.

Тем не менее, успешные девственницы зависят от того, видит ли каждый глаз одно и то же. Если каждый глаз будет представлен совершенно разным образом, девственница будет нарушена, потому что мозг не будет иметь достаточной информации, чтобы принять решение о правильном ракурсе девственницы. Это может нарушить бинокулярное соперничество, поскольку два изображения могут не попадать на соответствующие места сетчатки.

Поэтому, помимо разных изображений, дисплей должен содержать элементы, идентичные для обоих глаз. Это позволяет глазам сохранять стабильный взгляд, несмотря на разницу между конкурирующими элементами изображений. Как правило, идентичные элементы первичной стабилизации включают в себя точку фиксации в центре соперничающих изображений и рамку вокруг изображений.

Оправа может быть как однородной, так и текстурированной и может иметь любую форму, если она идентична в обоих глазах. Некоррелированные горизонтальные движения глаз более вероятны, чем вертикальные. Таким образом, вместо полного кадра можно использовать текстурированную полосу по обе стороны от каждого изображения.

Наконец, в некоторых исследованиях каркас может быть нежелательным. Например, если эксперимент требует, чтобы стимулы появлялись на однородном фоне, в таких случаях можно использовать линии NUNU или изображение, которое появляется дальше от стимула, например, кольца для дартса. Теперь давайте рассмотрим, как вызвать бинокулярное соперничество.

Здесь мы рассмотрим три недорогих и простых варианта, включая красно-синие очки, зеркальный стереоскоп и призматические очки с использованием хроматических очков, красный, синий или красно-зеленый является популярным методом, предпочитаемым многими исследователями, потому что он самый простой и дешевый в реализации. Здесь мы будем использовать красно-синие очки, настроенные путем подготовки одного изображения, которое отображается исключительно синим пистолетом монитора, и другого, которое отображается в том же месте на экране только красным пистолетом. Каждая из линз пропускает только одно из изображений, поэтому два разных изображения будут попадать на соответствующие места сетчатки в обоих глазах и начнут соперничать друг с другом.

Два изображения должны содержать идентичную информацию, такую как рамка или точка фиксации, чтобы обеспечить стабильную девственницу. Эти идентичные элементы должны быть такого цвета, который будут пропускать обе линзы, например, черного или белого. Отметим, что эта методика не имеет ничего общего с цветовым зрением.

Цвета просто используются для разделения двух изображений на одном глазу. Это должно работать даже для наблюдателей с аномальным цветовым зрением. К преимуществам использования красно-синих очков можно отнести то, что оборудование очень недорогое, а стимулы очень просты в приготовлении.

Красно-синие очки можно легко использовать со всеми методами нейровизуализации, включая МРТ. И, наконец, красно-синие очки не требуют стабилизации головы или индивидуальной настройки смотрового устройства для каждого наблюдателя. К недостаткам можно отнести каждое изображение, которое может содержать только оттенки одного цвета, поэтому отсутствуют хроматические раздражители.

Линзы не идеальны, поэтому всегда будет просвечивание, и каждый глаз будет видеть изображение другого глаза. Это создает проблему для утверждения о том, что подавленное изображение было полностью невидимым. Просачивание можно уменьшить, используя более одного фильтра.

Например, ношение двух очков, одно поверх другого, и, наконец, красно-синие очки не очень хорошо работают с большинством современных айтрекеров. Теперь перейдем к методу зеркального стереоскопа. Зеркала могут быть легко настроены таким образом, чтобы каждый из глаз наблюдателя получал разное изображение.

Во-первых, подготовьте два разных изображения, которые имеют несколько идентичных элементов, и отобразите их рядом на мониторе. Зеркальный стереоскоп легко сконструировать, для этого достаточно четырех зеркал и подставок для их установки на место. Два зеркала так, чтобы каждое из них находилось рядом с одним глазом и под углом 45 градусов к линии взгляда этого глаза, используйте упор для подбородка, чтобы стабилизировать положение головы наблюдателя.

Поместите по одному зеркалу по обе стороны от каждого из первых двух зеркал лицом к стимулам под углом 45 градусов так, чтобы каждое изображение попадало в соответствующее место в каждом глазу. Теперь непохожие изображения должны соперничать друг с другом. В большинстве случаев удобно использовать один из нескольких имеющихся в продаже стереоскопов.

Глаза каждого наблюдателя немного отличаются, поэтому при размещении наблюдателя перед дисплеем может потребоваться отрегулировать углы зеркала, чтобы получить стабильных девственниц. При использовании зеркального стереоскопа важно убедиться, что каждый глаз может видеть только то изображение, которое он должен видеть, и что это изображение видно только в том месте, где оно соперничает с другим изображением. Во многих случаях каждый глаз также будет иметь линию зрения на изображение другого глаза.

Чтобы перекрыть эту нежелательную линию обзора, установите разделитель. Например, лист картона простирается от средней линии стереоскопа между глазами наблюдателя к центру дисплея таким образом, что он блокирует линию зрения для другого глазного стимула. Еще одна проблема, которая может возникнуть, заключается в том, что каждый глаз может видеть изображение, которое он должен видеть, дважды: один раз через зеркало, а другой раз напрямую.

Это приведет к тому, что дополнительное изображение каждого стимула появится рядом с местом, где происходит соперничество. Чтобы избежать этого, настройте связь между расположением изображения и расстоянием наблюдателя от экрана. Чтобы внести эти корректировки до начала эксперимента, подготовьте изображение, показывающее только те части дисплея, которые идентичны на обоих изображениях, и используйте его для настройки стереоскопа для каждого наблюдателя перед отображением конкурирующего стимула.

Преимущества использования зеркальных стереоскопов заключаются в том, что раздельное изображение позволяет использовать хроматические стимулы. Изображения полностью отделены друг от друга и не могут перетекать друг в друга. Приготовление стимула легко и просто.

Любые две картинки, представленные рядом, могут соперничать друг с другом. И, наконец, стереоскопы можно использовать в сочетании с отслеживанием движения глаз. Недостатки заключаются в том, что стереоскопы позволяют предъявлять только довольно небольшие стимулы, потому что только половина поля зрения может быть использована для представления каждого изображения.

Стереоскопы не могут быть легко использованы в МРТ-сканере, так как для этого необходимо, чтобы все элементы стереоскопа были немагнитными, а установка также должна включать в себя дополнительный наклон зеркала, через который стимулы обычно просматриваются в сканере. И, наконец, стереоскопы требуют стабилизации головы и индивидуальной настройки для каждого наблюдателя. Теперь давайте посмотрим, как использовать призматические очки.

Метод призматических очков представляет собой вариацию идеи стереоскопа с использованием очков, в которых линзы являются призмами, а не зеркалами. Как и в случае с зеркалом, изображение в стереоскопе отображается на мониторе бок о бок. Призматические линзы можно приобрести у любого коммерческого поставщика оптики вместе с пластиковыми оправами.

Каждая из призм изгибает свет, из-за чего объекты, находящиеся в стороне, кажутся прямо перед собой. Во-вторых, такие призмы, ориентированные в противоположных направлениях, действуют так же, как зеркало. Стереоскоп, создали бы они иллюзию, что два изображения, которые на самом деле физически находятся бок о бок, накладываются друг на друга в пространстве?

Обратите внимание, что при использовании призматических очков вам все равно нужно использовать разделитель, так как каждый глаз может видеть изображение другого глаза. Тем не менее, расстояние и размер дисплея не нуждаются в регулировке, поскольку каждое изображение имеет только одну линию зрения для каждого глаза. Преимущества и недостатки призматических очков аналогичны таковым у зеркальных стереоскопов с одним большим отличием.

Призматические очки в МРТ-сканере просты в использовании, так как они могут быть изготовлены из пластика и более компактны, чем зеркальный стереоскоп. Теперь давайте посмотрим, как обеспечить полное подавление изображений, чтобы решить исследовательские вопросы, связанные с обработкой подавленного изображения. Во время экспериментов с бинокулярным соперничеством для создания стимула СХУ наиболее подходит сильная форма соперничества, известная как непрерывное подавление вспышек или сокращенно СХУ.

Представьте изображение с относительно низким контрастом для одного глаза. Это будет подавленное изображение. Представьте высококонтрастное, быстро меняющееся изображение другому глазу.

Это будет доминирующая маска от СХУ, которая будет максимально эффективной. Маска CFS должна меняться со скоростью от 10 до 20 герц. СХУ можно индуцировать с помощью всех методов соперничества, описанных ранее в этом видео, при использовании зеркального стереоскопа или призматических очков.

Маска CFS, состоящая из множества мелких, красочных элементов, обладает высокой эффективностью. Тем не менее, маска CFS, состоящая из элементов оттенков серого, также может быть эффективной при использовании красно-синих очков. Маска CFS может состоять из множества элементов одного цвета.

Если вы посмотрите это видео через красно-синие очки, вы, вероятно, получите много просачивания из-за сжатия видео, через которое оно прошло, чтобы максимизировать шансы на полное подавление. Отрегулируйте уровень контрастности подавленного изображения перед началом эксперимента. Чередование, доминирующее и подавленное изображение обычно являются постепенными и могут быть довольно медленными, что означает, что довольно много времени просмотра занимает смешанные фазы.

Конкретная форма смешанных фаз варьируется у разных наблюдателей и для разных стимулов. Здесь показаны две распространенные формы смешанных фаз. Во-первых, при частичном соперничестве смешанная фаза может состоять из того, что подавленное изображение постепенно становится доминирующим за счет увеличения числа доминирующих участков по всему стимулу.

Во-вторых, смешанная фаза может также возникать в результате волны доминирования, проходящей по изображению. Чтобы вызвать такую волну, введите приращение контраста в определенную часть подавляемого изображения. Чередование бинокулярного соперничества происходит через случайные независимые интервалы длительности.

Это означает, что продолжительность последнего интервала доминирования не предсказывает, какой длины будет следующий. Если доминирование, длительности делятся на ячейки с равной шириной. Гистограмма, показывающая, сколько доминирующих длительностей каждой длины произошло, имеет тенденцию к WellFit с помощью асимметричного распределения, известного как гамма-функция.

Влияние экспериментальных манипуляций на длительность и соперничество имеет тенденцию проявляться в форме наиболее подходящей гамма-функции в каждом условии. Будет иметь место множество различных длительностей доминирования, но вероятность этого может быть изменена факторами манипуляции, такими как два изображения. Низкоуровневые особенности влияют на относительную продолжительность их доминирования и периода подавления.

Например, если два изображения отличаются контрастом, изображение с более высоким контрастом будет иметь более длительную продолжительность доминирования, что приведет к распределению гаммы наилучшего соответствия с большей медианой. Кроме того, разные наблюдатели могут давать разные распределения гамма для одного и того же набора стимулов. В эксперименте можно использовать параметры гамма-функции в качестве зависимых переменных, но связь между этими параметрами и формой распределения не всегда прозрачна.

Таким образом, может быть полезен более доступный центральный показатель тенденции. Однако, поскольку гамма-распределение может быть сильно асимметричным, медианная продолжительность, а не среднее значение, чаще всего является репрезентативной для результатов. Использование медианы негауссова распределения также означает, что при отсутствии большого количества точек данных соответствующие статистические тесты должны быть непараметрическими.

В этом видео мы рассказали о природе бинокулярного соперничества, о нескольких методах его создания и о том, какие соображения необходимо учитывать при его использовании. Мы надеемся, что наше введение поможет вам разобраться в этом увлекательном феномене.