Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Hoe te maken en gebruiken Verrekijker Rivaliteit

doi: 10.3791/2030 Published: November 10, 2010

Summary

Binoculaire rivaliteit ontstaat wanneer de ogen worden gepresenteerd met verschillende afbeeldingen op dezelfde plaats: het ene beeld domineert, terwijl de andere wordt onderdrukt, en dominantie wisselt regelmatig. Rivaliteit is handig voor het onderzoeken van perceptuele selectie en visueel bewustzijn. Hier beschrijven we een aantal eenvoudige methoden voor het creëren en gebruiken van binoculaire rivaliteit stimuli.

Abstract

Elk van onze ogen ziet normaal gesproken een iets ander beeld van de wereld om ons heen. De hersenen kunnen combineren deze twee foto's in een coherent vertegenwoordiging. Echter, wanneer de ogen worden gepresenteerd met beelden die voldoende van elkaar verschillen, een iets interessants gebeurt: in plaats van fuseren van de twee beelden in een gecombineerde conscious waarneming, wat transpireert is een patroon van perceptuele wisselingen waar een beeld domineert het bewustzijn, terwijl de andere wordt onderdrukt; dominantie wisselt tussen de twee beelden, meestal om de paar seconden. Deze perceptuele fenomeen staat bekend als binoculaire rivaliteit. Binoculaire rivaliteit wordt beschouwd als nuttig voor het bestuderen van perceptuele selectie en bewustzijn in menselijke en dierlijke modellen, omdat de onveranderlijke visuele input voor elk oog leidt tot een afwisseling in de visuele bewustzijn en waarneming. Voor het maken van een binoculaire rivaliteit stimulus, alles wat nodig is om elk oog aanwezig zijn met een andere afbeelding op dezelfde locatie waargenomen. Er zijn verschillende manieren om dit te doen, maar nieuwkomers in het veld zijn vaak niet zeker weet welke methode het beste zou hun specifieke behoeften. Het doel van dit artikel is het beschrijven van een aantal goedkope en eenvoudige manieren om te maken en te gebruiken binoculaire rivaliteit. We detail methoden die geen dure speciale apparatuur en beschrijf elke methode voor-en nadelen. De beschreven methoden omvatten het gebruik van rood-blauw bril, spiegel en prisma stereoscopen bril.

Protocol

(1) Inleiding: Wat is binoculaire rivaliteit?

Normaal gesproken, elk van onze ogen ziet een iets ander beeld. Onze hersenen combineert de informatie die zij krijgt van de ogen tot een enkel coherent, drie-dimensionale weergave van de visuele scène. Maar wat zou er gebeuren als elk oog kunstmatig werden gepresenteerd met een onverzoenlijk ander beeld op het netvlies bijbehorende locaties? Welke bewuste perceptuele ervaring zou zo'n stimulatie op te roepen? Veel mensen intuïtie is dat de hersenen nog zou proberen om de twee afbeeldingen zekering. Echter, dit is niet wat er gebeurt. Wat daar uiteindelijk van is een patroon van perceptuele wisselingen, waarbij elk oog het beeld van bewuste waarneming voor een bepaalde periode domineert, terwijl de andere afbeelding is onderdrukt, en periodes van overheersing en onderdrukking reverse periodiek, met slechts korte periodes van gemengde waarneming. Dit staat bekend als binoculaire rivaliteit.

Binoculaire rivaliteit wordt beschouwd als een bruikbare methode voor het onderzoeken van de processen die ten grondslag liggen aan perceptuele selectie-en visueel bewustzijn, als stabiele input (dezelfde beelden voortdurend aangetoond dat elk oog) leidt tot een afwisselend bewuste waarneming 1,2. Zo kan binoculaire rivaliteit worden gebruikt om vragen als te onderzoeken:

  1. De locus van het bewustzijn: Op welke stadia binnen de visuele verwerking hiërarchie doen neurale gebeurtenissen correleert met bewuste ervaring?
  2. Perceptuele selectie: Hoe werkt het brein op te lossen concurrentie tussen stimuli en kiezen welke een te brengen in het bewustzijn?
  3. Onbewuste verwerking: Welke aspecten van een beeld dat wordt onderdrukt door het bewustzijn kan echter worden verwerkt, en hoe kan een dergelijke verwerking van invloed zijn gedrag?

Deze vragen staan ​​centraal in veel lopend onderzoek.
Er zijn verschillende eenvoudige methodes voor het creëren van een binoculaire rivaliteit weer te geven, maar veel nieuwkomers in het veld niet zeker weet hoe te selecteren en te gebruiken de methode die het meest geschikt is voor hun behoeften. In dit artikel schetsen we een aantal van de meest populaire methoden voor het maken van binoculaire rivaliteit displays, inclusief voordelen van elke methode en tekortkomingen. We beschrijven ook een aantal belangrijke overwegingen bij het maken en gebruiken van een binoculaire rivaliteit stimulus.

(2) Het creëren van een binoculaire rivaliteit weer te geven

Het creëren van een binoculaire rivaliteit display is eenvoudig. Elke methode die volledig verschillende beelden presenteert overeenkomstige locaties van de twee retina leidt tot rivaliteit.

  1. Het handhaven van stabiele convergentie: Alvorens in te gaan op specifieke methoden voor het maken van rivaliteit, is het belangrijk te wijzen op de kwestie van stabiele vergentie, dat is een belangrijke overweging bij alle methoden die zullen worden beschreven.
    Normaal gesproken, onze ogen (te maken vergentie bewegingen) draaien op een manier die dezelfde gefixeerd afbeelding val op elke fovea maakt. Echter, een succesvolle convergentie hangt af van elk oog het zien van dezelfde dingen. Als elk oog wordt gepresenteerd met een geheel ander beeld, zal vergentie worden verstoord, omdat de hersenen niet over voldoende informatie om te beslissen over de juiste vergentie hoek. Dit kan verstoren binoculaire rivaliteit, aangezien de twee afbeeldingen mogen niet vallen op de overeenkomstige netvlies locaties. Daarom, in aanvulling op de verschillende beelden, moet het display elementen bevatten die identiek zijn voor beide ogen. Hierdoor kunnen de ogen te houden, ondanks een stabiele blik het verschil tussen de rivaliserende elementen van de beelden.
    1. Meestal convergentie-stabiliserende identieke elementen omvatten een fixatie punt in het midden van de rivaliserende beelden en een kader rond de foto's, het frame kan zowel uniform (Figuur 1A) of structuur (Figuur 1B worden, sommigen beschouwen een gestructureerd kader krachtiger in het voorkomen van niet-vergent oogbewegingen). Het frame kan elke vorm zo lang als deze identiek is in beide ogen.
    2. Ongecorreleerde horizontale oogbewegingen vaker dan verticale lijnen. Daarom kan een gestructureerd bar aan beide kanten van elk beeld worden gebruikt in plaats van een full frame (figuur 1C; refs 3,4).
    3. Tot slot, in sommige studies een frame kan ongewenst zijn (bijvoorbeeld als het experiment vereist dat de stimuli op een uniforme achtergrond). In dergelijke gevallen is het mogelijk om gebruik nonius lijnen (lijnen die midden op het beeld van meerdere kanten) en / of een afbeelding die verder blijkt uit de stimulus, zoals het dartbord ringen (zie figuur 1 D, ref 5).

      Figuur 1
      Figuur 1: Voorbeelden van binoculaire rivaliteit displays met verschillende soorten van identieke elementen versterken stabiel vergentie. In alle panels, is het linkeroog gepresenteerd met een verticale rooster en het rechter oog met een horizontale. De verschillende soorten van identieke elementen omvatten: (A) Fixatie stip en solide frame. Een afbeelding van de tijdlijn alternatief,ons van de bewuste waarneming is ook te zien; (B) Fixatie dot en getextureerde frame; (C) Fixatie dot en getextureerd bars, niet-vergent horizontale oogbewegingen te beperken; (D) Fixatie dot, nonius lijnen en dartbord ring.

  2. Methoden voor het induceren van binoculaire rivaliteit: Er zijn verschillende populaire methoden voor het creëren van een binoculaire rivaliteit weer te geven. Hier zal drie goedkoop en eenvoudig opties: Het gebruik van kleur bril, een spiegel stereoscoop, en prisma bril.
    1. Rood-blauw bril: Dit is een populaire methode, de voorkeur van veel onderzoekers, omdat het de gemakkelijkste en goedkoopste te implementeren. Al een nodig heeft is een paar rood-blauw cellofaan bril, verkrijgbaar bij de meeste speelgoedwinkels (de uitleg hier zal het gebruik van rood-blauw bril te nemen, hoewel andere kleurencombinaties, zoals rood-groen, kan ook gebruikt worden).
      1. Het merendeel van de werkzaamheden in verband met het gebruik van deze methode gaat naar stimulus voorbereiding. Het is niet essentieel om de prikkels aanwezig zijn op een computerscherm (sommige binoculaire rivaliteit studies hebben gebruikt foto's afgedrukt op karton gemonteerd papier), maar meestal is het meest eenvoudig om de beelden aanwezig zijn op een monitor. Bereid een afbeelding die wordt weergegeven uitsluitend door blauw van de monitor pistool (of de printer de blauwe cartridge, als de prikkels worden afgedrukt op papier) en een ander dat wordt weergegeven, op dezelfde locatie op het scherm, alleen door de rode kanon (of rood printer cartridge, bijvoorbeeld, ref 7). Elk van de lenzen is slechts een van de foto's pas, zodat de twee verschillende beelden op de overeenkomstige netvlies locaties vallen in de twee ogen en beginnen met elkaar rivaliserende (figuur 2).

        Figuur 2
        Figuur 2: Rood-blauwe bril weer te geven. Het beeld bestaat uit een rood-enige foto van een gezicht en een blauw-enige foto van een huis. Wanneer bekeken door middel van rood-blauw brillen, hier vertegenwoordigd schematisch, de twee foto's zou moeten bezighouden met rivaliteit.

      2. Merk op dat de twee afbeeldingen moeten dezelfde informatie bevatten - bijvoorbeeld, een frame en fixatie kruis - als, ondanks het feit dat de stimuli fysiek elkaar overlappen, stabiel convergentie (zie hierboven) moet nog worden gezorgd. Deze identieke elementen moeten worden in een kleur die beide lenzen door te laten, zoals zwart.
      3. De belangrijkste voor-en nadelen van het gebruik van rood-blauwe bril.
        Voordelen:
        1. De apparatuur is zeer goedkoop, en stimuli zijn zeer eenvoudig te bereiden.
        2. Rood-blauw bril kan gemakkelijk worden gebruikt met alle neuroimaging methoden, inclusief MRI.
        3. Rood-blauw veiligheidsbril niet nodig hoofd stabilisatie of individuele aanpassing van de weergave apparaat voor elke waarnemer.
        Nadelen:
        1. Elk beeld kan bevatten alleen tinten van een kleur-no chromatische (kleurrijke) stimuli.
        2. De lenzen zijn niet perfect (zelfs veel duurder dan degenen speelgoedwinkel lenzen nog steeds een beetje overlap in de golflengten van licht dat ze door te laten), daarom zal er altijd ten minste een aantal 'bloeden-through' - elk oog zal zien wat van het andere oog het beeld. Dit creëert een probleem voor te stellen dat de onderdrukte beeld is helemaal ongezien.
        3. Rood-blauw bril niet goed werken met de meest actuele eye-trackers.
    2. Spiegel stereoscoop: Spiegels kunnen eenvoudig worden ingesteld om een ​​ander beeld te leveren aan elk van de ogen van de waarnemer.
      1. Prikkels: Maak twee verschillende beelden die een aantal identieke elementen (voor het behoud van een stabiele vergentie, zoals hierboven uitgelegd) hebben. Net als bij rood-blauw brillen, stimuli dus niet te worden gepresenteerd op een computerscherm, maar de presentatie van de foto's naast elkaar op een monitor is meestal de meest eenvoudige methode.
      2. Een spiegel stereoscoop bestaat uit vier spiegels (figuur 3A). Het is mogelijk om te kopen een commercieel geproduceerd stereoscoop. Het is ook gemakkelijk te construeren een stereoscoop. Om dit te doen, plaatst twee spiegels zodat elke in de buurt een oog en een hoek van 45 ° naar lijn die het oog van het bekijken (gebruik een kin-rest om de locatie van het hoofd van de waarnemer te stabiliseren). Plaats een andere spiegel aan beide zijden van elk van de eerste twee spiegels, tegenover de stimuli in een hoek van 45 ° (figuur 3B). Deze regeling wordt elk beeld valt te maken op een overeenkomstige locatie in elk oog. De ongelijke beelden moet nu rivaal elkaar.
      3. Elke waarnemer ogen zijn een beetje anders, dus als het plaatsen van een waarnemer in de voorkant van het scherm, kan het nodig zijn om de spiegels 'hoeken aan te passen aan een stabiele vergentie te bereiken. Hoewel de meeste spiegel stereoscopen goed werken wanneer de spiegels zijn bevestigd, is het mogelijk om aanpasbaarheid aan de ogen elke waarnemer het versterken doordat de spiegels om een ​​te draaiend / of dia heen en weer (blauwe pijlen in figuur 3B).

        Figuur 3
        Figuur 3: Mirror stereoscoop. (A) Een waarnemer kijkt door een in de handel verkrijgbaar spiegel stereoscoop. (B) Een schematische weergave van een spiegel stereoscoop. Volle lijnen stellen de spiegels. Gestippelde lijnen geven lijn van visie, en blauwe pijlen geven de eventuele aanpassing van de locatie (rechte pijlen) of de hoek (gebogen pijlen) van de spiegels niet. Elk type van de pijl wordt alleen weergegeven aan de ene kant voor eenvoud, maar dezelfde aanpassingen kunnen worden aangebracht aan beide zijden.

      4. Bij gebruik van een spiegel stereoscoop, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat elk oog alleen het beeld zien dat het zou moeten, en dat dit beeld is alleen te zien op de plaats waar hij rivalen van de andere afbeelding. Echter, in veel gevallen elk oog zal ook een lijn van visie naar de andere afbeelding (Figuur 4A). Om blokkeren ongewenste lijn van visie, plaats een divider (bijvoorbeeld een stuk karton), dat zich uitstrekt van middenlijn de stereoscoop, tussen de ogen van de waarnemer, naar het midden van het scherm op een zodanige wijze dat het de lijn van visie blok het andere oog van de stimulus (Figuur 4B). De verdeler kan worden gemaakt van welke stof, zolang het maar dit doel dient. Het is echter beter om de deler te maken van mat materiaal, zoals glanzend materiaal zal licht dat wordt uitgezonden door de monitor weer te geven en te creëren verblinding.

        Figuur 4
        Figuur 4: Het blokkeren van de lijn van de visie om stimulus het andere oog's. Elk oog kan een duidelijke lijn van de visie op de stimulus die bestemd zijn voor het andere oog. (A) Dikke zwarte stippellijnen geven de lijn van de visie om voorgenomen elk oog van de stimulus. Dunne grijze gestippelde lijnen geven de lijn van de visie om stimulus het andere oog's. (B) De lijn van de visie om stimulus het andere oog's kunnen worden geblokkeerd met een divider (dikke, ononderbroken lijn).

      5. Een bijkomend probleem dat kan optreden, is dat elk oog kan de afbeelding te zien is zou twee keer te zien - een keer door de spiegel, en wederom direct (figuur 5A). Dit zal leiden tot een extra beeld van elke stimulus te verschijnen naast de locatie waar de rivaliteit zich voordoet. Om dit te voorkomen, stelt u de relatie tussen de locatie van de afbeelding en de waarnemer afstand van het scherm (Figuur 5B).

        Figuur 5
        Figuur 5: Ervoor zorgen dat elk oog heeft slechts een enkele lijn van de visie aan de stimulus. (A) In aanvulling op de lijn van de visie die gaat via de spiegels (dikke zwarte stippellijn), kan elk oog hebben ook een directe lijn van de visie om het beoogde stimulus (dunne grijze stippellijn), waardoor de prikkel om twee keer te zien . (B) Dit probleem kan worden vermeden door het aanpassen van de relatieve positie van de stereoscoop en plaatsing van stimuli.

      6. Om de bovenstaande aanpassingen maken voordat het experiment begint, bereiden een afbeelding met alleen de delen van het scherm die gelijk zijn in beide beelden, en gebruik deze om de stereoscoop ingesteld voor elke waarnemer voor het weergeven van de rivaliteit stimulus.
      7. De belangrijkste voor-en nadelen van het gebruik van spiegel stereoscopen.
        Voordelen:
        1. Aparte beelden maken voor het gebruik van chromatische (kleurrijke) stimuli.
        2. De beelden zijn volledig gescheiden en niet kan 'bloeden in' elkaar ', in tegenstelling tot de met rood-blauwe bril.
        3. Stimulus voorbereiding is gemakkelijk en eenvoudig - elk twee foto's gepresenteerd side-by-side kan wedijveren met elkaar.
        4. Stereoscopen kan gebruikt worden in combinatie met de eye-tracking.
        Nadelen:
        1. Stereoscopen staan ​​alleen voor de presentatie van de vrij kleine prikkels, als slechts de helft van het gezichtsveld kan worden gebruikt om elk beeld aanwezig zijn, en de noodzaak om een ​​stabiele vergentie te behouden maakt het moeilijk te presenteren stimuli staalkaart meer dan een paar graden van de gezichtshoek.
        2. Stereoscopen kunnen niet gemakkelijk worden gebruikt in een MRI-scanner, omdat dit zou alle elementen van de stereoscoop als niet-magnetisch vereisen, en de setup zou ook de extra kanteling van de spiegel door middel van die prikkels normaal gezien in de scanner te nemen. Mirror stereoscopen waarschijnlijk ook te groot voor de krappe scanner omgeving. Echter, stereoscopen compatibel zijn met andere methoden, zoals EEG, MEG en NIRS.
        3. Stereoscopen vereisen hoofd stabilisatie en individuele aanpassing voor elke waarnemer.
    3. Prisma bril: Dit is een variatie op het idee van de stereoscoop, met behulp van brillen in waarvan de lenzen zijn prisma's in plaats van spiegels. Net als bij een spiegel stereoscoop, worden de beelden gepresenteerd naast elkaar (meestal op een monitor).
      1. Prisma lenzen kunnen worden Purchebaseerd van elke commerciële optiek leverancier, samen met kunststof kozijnen.
      2. Elk van de prisma's bochten licht, waardoor voorwerpen die aan de zijkant lijken rechtdoor worden (Figuur 6). Twee van zulke prisma's, georiënteerd in tegengestelde richtingen, te handelen op dezelfde manier als een spiegel stereoscoop zouden - ze creëren de illusie dat er twee beelden die in feite fysiek naast elkaar overlappen elkaar in de ruimte 6.

        Figuur 6
        Figuur 6: Prism veiligheidsbril. Elke prisma lens buigt het licht, waardoor stimuli die fysiek zijn side-by-side te verschijnen om in dezelfde ruimtelijke locatie. Merk op dat een verdeler nodig is om extra lijnen van het gezichtsvermogen te voorkomen.

      3. Merk op dat bij het gebruik van prisma bril, nog steeds moet je een divider gebruiken (zie figuur 4) als elk oog kan het andere oog het beeld te zien. Echter, je hoeft geen zorgen te maken over het aanpassen van de afstand en de grootte van het display als u zou doen met een spiegel stereoscoop (zie figuur 5), elk beeld is slechts een regel van de visie aan elk oog.
      4. De voordelen en nadelen van prisma brillen zijn vergelijkbaar met die van de spiegel stereoscopen, met een groot verschil: Het is makkelijk te prisma brillen te gebruiken in een MRI-scanner als de bril en lenzen kan worden gemaakt van kunststof en zijn compacter dan een spiegel stereoscoop.
        Voordelen:
        1. Aparte beelden maken voor het gebruik van chromatische (kleurrijke) stimuli.
        2. De beelden zijn volledig gescheiden en niet kan 'bloeden in' elkaar '(in tegenstelling tot de rood-blauwe bril).
        3. Stimulus voorbereiding is gemakkelijk en eenvoudig - elk twee foto's gepresenteerd side-by-side kan wedijveren met elkaar.
        4. Prisma bril kan gemakkelijk worden gebruikt in een MRI-scanner.
        5. Prisma bril kan gebruikt worden in combinatie met de eye-tracking (hoewel eye-tracker kalibratie kan moeilijk zijn als gevolg van vervorming van het beeld van de leerling door de lens).
        Nadelen:
        1. Prisma bril staan ​​alleen voor de presentatie van vrij kleine prikkels, als slechts de helft van het gezichtsveld kan worden gebruikt om elk beeld aanwezig zijn, en de noodzaak om een ​​stabiele vergentie te behouden maakt het moeilijk te presenteren stimuli staalkaart meer dan een paar graden van de gezichtshoek.
        2. Voor grote stimuli, of stimuli ver van fixatie gepresenteerd, kan prisma presentatie leiden tot beeldvervorming.
        3. Prisma bril nodig hoofd stabilisatie.
    4. Aanvullende methoden, die we niet in te gaan in detail hier, kan dure gespecialiseerde apparatuur. Deze omvatten het volgende:
      1. Sluiter bril: Dit zijn LCD brillen waarbij elke lens zelfstandig kan worden ondoorzichtig. Binoculaire rivaliteit kunnen worden gemaakt door afwisselend lensopaciteit snel, in de tijd met wisselende beelden op dezelfde locatie op de monitor.
      2. Weer te geven bril: In deze, elk oculair is voorzien van een afzonderlijk scherm. Binoculaire rivaliteit kan worden gemaakt door aan te tonen verschillende beelden op dezelfde locatie op elk scherm.

(3) Representatieve resultaten A: Overwegingen bij het creëren van een binoculaire rivaliteit weer te geven

Veel van de publicaties op dit gebied zijn gericht op een doelgroep die al zeer vertrouwd met binoculaire rivaliteit. Deze papieren dus niet geneigd in te gaan op bepaalde details met betrekking tot de ervaring van de rivaliteit. Dit kan misleidend zijn voor een nieuwkomer. Daarom, hier zullen we nadrukkelijk beschrijft enkele kenmerken van de rivaliteit.

  1. Incomplete onderdrukking: In gewone rivaliteit met betrekking tot beelden met een ongeveer gelijk contrast, onderdrukking is vaak niet helemaal compleet. De onderdrukte beeld is vaak nog een beetje zichtbaar.
    1. Piecemeal rivaliteit: Onvolledige onderdrukking kan optreden, bijvoorbeeld door middel van kleine stukjes van de onderdrukte beeld dat dominant, een fenomeen dat bekend staat als 'stukje bij beetje rivaliteit' (figuur 7; ref 8) die de neiging heeft om meer te komen hoe groter de rivaliserende beelden, in een dergelijke gevallen, waarnemers hebben de neiging om dominantie op basis van welk beeld de dominante plekken toe te voegen tot een groter gebied bestrijken rapport. Wanneer dit het geval is, kunnen de criteria voor de aangifte van een afbeelding dominante sterk variëren tussen de waarnemers. De beste manier om stukje bij beetje te vermijden rivaliteit is het gebruik van kleine stimuli (bv. staalkaart 1 ° van de gezichtshoek of minder).

      Figuur 7
      Figuur 7: Piecemeal rivaliteit. In sommige gevallen zal een van de stimuli domineren sommige delen van het beeld, terwijl de andere stimulus domineert andere delen. Dergelijke fragmentarisch rivaliteit kan zich voordoen als een overgangsfase tussen de perioden waarin een stimulus is volledig dominant, of continu, met geen van beide stimulus beheren volledig domineren.

    2. Verminderde schijnbare tegenstelling: THij onderdrukte beeld is soms ook naar verluidt niet geheel worden onderdrukt, maar alleen om te verschijnen tot een vermindering van het contrast te hebben. Hoewel er beweert dat op een bepaald punt in het gezichtsveld slechts een afbeelding kan worden dominant 9, kan deze punten is klein genoeg voor een algemeen gevoel van het zien van een volle, maar 'zwakkere' versie van de onderdrukte afbeelding voor te komen. Voor dezelfde rivaliteit weer te geven, kan verminderd schijnbare tegenstelling optreden voor sommige waarnemers, maar niet voor anderen.
    3. Nabeelden: In sommige gevallen, een nabeeld van de stimulus gepresenteerd aan de onderdrukte oog kan worden gevormd. Om dit te voorkomen, gebruik dan een monoculaire masker aan het einde van de stimulus presentatie. U kunt ook in het geval van rooster stimuli, te voorkomen nabeeld vorming door het veranderen van de fase van het rooster (de locatie van heldere en donkere lijnen) in een snel tempo, in willekeurige volgorde of door het hebben van de roosters te verplaatsen.
    4. Onafhankelijke verificatie van volledige onderdrukking: In het licht van de voorgaande drie delen, is het gemakkelijk te zien waarom volledige onzichtbaarheid van de onderdrukte beeld kan niet worden aangenomen. Als men wil om te melden dat onderdrukte stimuli onzichtbaar waren (bijvoorbeeld wanneer beweren dat onbewuste verwerking heeft plaatsgevonden), is het belangrijk om onafhankelijk te controleren of niet waarnemers kon de onderdrukte afbeelding te zien. Om dit te doen, gebruik geen gestuwde-choice vragen na iedere trial (dat wil zeggen, "welke van deze twee beelden was gepresenteerd?"), Om aan te tonen dat succes tarieven bij toeval 3,4. Zoals hierboven-kans prestaties, zelfs kan optreden in de afwezigheid van bewustzijn (bijvoorbeeld, zoals in het fenomeen van Blindsight, ref 10), moeten er aanvullende maatregelen, zoals het vertrouwen ratings 11 of inzetten op de nauwkeurigheid 12 idealiter worden gebruikt.
  2. Zorgen voor volledige onderdrukking: Als de onderzoeksvraag is hoe een bepaalde manipulatie duur van dominantie en onderdrukking beïnvloedt vervolgens, binoculaire rivaliteit van het type zoals beschreven tot nu toe het meest geschikt is. Echter, in plaats van dominantie en onderdrukking duur, zijn veel onderzoekers die geïnteresseerd zijn in het onderzoek of de inhoud van de onderdrukte beeld kan worden verwerkt. Zoals we hebben gezien, volledige onderdrukking is het moeilijk om ervoor te zorgen dat de gewone binoculaire rivaliteit. Daarom, om het adres onderzoeksvragen betreffende de verwerking van de onderdrukte beeld, een sterke vorm van rivaliteit, die bekend staat als continue flash onderdrukking (CFS), het meest geschikt is 13.
    1. Voor het maken van een CVS stimulus, vormen een relatief lage contrast (maar nog steeds zichtbaar) afbeelding voor een oog, dit zal de onderdrukte beeld. Presenteren een hoog contrast, snel veranderende beeld naar het andere oog, dit zal de dominante CFS masker. Worden maximaal effectief te zijn moet de CFS masker te wijzigen met een snelheid van 10-20 Hz.
    2. CVS kan worden opgewekt met behulp van alle methoden voor het creëren van rivaliteit die we hierboven beschreven. Bij gebruik van een spiegel stereoscoop of prisma bril, CFS maskers samengesteld uit vele kleine kleurrijke elementen ("Mondriaans") zijn zeer effectief (figuur 8). Bij het ​​gebruik van rood-blauw brillen, kan de CVS masker is samengesteld uit vele elementen (rechthoeken, ellipsen, lijnen, stippen) die allemaal dezelfde kleur 14.

      Figuur 8
      Figuur 8: Continu flash onderdrukking (CVS). Een oog (hier, de rechter) wordt een hoog contrast dynamisch stimulus. In dit voorbeeld, deze stimulans is een beeld opgebouwd uit rechthoeken in vele kleuren (een 'Mondriaan', verschillende beelden van deze soort dienen afgewisseld te worden bij 10-20 Hz tot onderdrukking te garanderen). Het andere oog wordt gepresenteerd met een laag contrast beeld, dat kan blijven onderdrukte lange tijd (meerdere minuten).

    3. CVS kan volledig onderdrukken van de zwakkere afbeelding voor een zeer lange tijd (enkele minuten). Merk op dat zelfs dan, de onderdrukte imago af en toe zou kunnen 'doorbreken', vooral als het een goed beeld, zoals een gezicht. Dan ook, dient u het contrast van de onderdrukte beeld aan te passen voordat het experiment begint, om de kans op volledige onderdrukking te maximaliseren.
    4. Zoals hierboven beschreven (vertegenwoordiger resultaten A: Incomplete onderdrukking), om conclusies te trekken over onbewuste verwerking van de onderdrukte beeld in CVS, onafhankelijk te controleren dat de waarnemers bij toeval toen hem gevraagd werd wat er aan de onderdrukte oog.
  3. Ervaring van rivaliteit wisselingen: De meeste gepubliceerd onderzoek naar rivaliteit rapporten alleen dominantie en onderdrukking duur, waardoor de indruk dat de afwisseling tussen de dominante en onderdrukte imago onmiddellijke zijn, alles-of-niets evenementen. Maar dit is niet het geval: afwisselingen zijn meestal geleidelijk en kan worden nogal traag, wat betekent dat heel wat van de kijktijd kan worden genomen door 'gemengde' fasen. De specifieke vorm van gemengde fasen varieert tussen de waarnemer en voor verschillende stimuli. De volgende twee veel voorkomende vormen.
    1. Een gemengde fase kan bestaan ​​uit de onderdrukte afbeelding langzamerhand dominant door middel van een toenemend aantal dominante patches (stukje bij beetjerivaliteit, zie vertegenwoordiger resultaten A: Incomplete onderdrukking) over de stimulus.
    2. Een gemengde fase kan ook gebeuren door middel van een 'wave' van de dominantie vegen over het beeld. Te induceren zo'n golf, invoering van een contrast verhogen om een specifiek deel van de onderdrukte beeld (figuur 9; ref 15).

      Figuur 9
      Figuur 9: Reizen golven van dominantie. Wanneer een van de twee beelden wordt onderdrukt, zal verhoging van de contrast in een kleine regio leiden tot een golf van dominantie uit te spreiden uit die regio. In ringvormige beelden zoals die hier wordt getoond, zal dominantie zoals verspreid door de blauwe pijlen. Merk op dat zodra het contrast verhogen is ingevoerd, is het niet hoeft te (de contrast weer terug kan naar het origineel, laag niveau) blijven voor de golf van dominantie te beginnen.

(4) Representatieve resultaten B: Duur van de dominantie fasen in binoculaire rivaliteit

Binoculaire rivaliteit wisselingen plaatsvinden op willekeurige, onafhankelijk-duur intervallen. Dit betekent dat de duur van de laatste dominantie interval niet te voorspellen hoe lang de volgende zal zijn. Als dominantie duur zijn verdeeld in bakken met een gelijke breedte (bijvoorbeeld 500 ms), een histogram laat zien hoe veel dominantie duur van zich elke lengte heeft de neiging om goed te passen worden door een scheve verdeling bekend als een gamma-functie 8.

In het algemeen, de effecten van de experimentele manipulaties op de duur in rivaliteit hebben de neiging zich te manifesteren in de vorm van de best-fit gamma-functie, wat inhoudt dat er in elke conditie veel verschillende dominantie duur zal plaatsvinden, maar de kans dat deze zouden kunnen worden gewijzigd door de manipulatie .

De specifieke parameters van de best-fit gamma-functie verschillen tussen verschillende waarnemers voor dezelfde stimulus (figuur 10A) en tussen verschillende stimuli voor dezelfde waarnemer.

Factoren zoals de twee beelden 'low-level functies is bekend dat de relatieve duur van hun dominantie en onderdrukking periodes 1 beïnvloeden. Bijvoorbeeld, als de twee beelden verschillen in contrast, hoe hoger contrast imago hebben, in het algemeen, langere looptijden dominantie, wat leidt tot een best-fit gamma-verdeling met een grotere gemiddelde (Figuur 10B). Het effect van high-level cognitieve functies (zoals aandacht voor een van de afbeeldingen) op de dominantie duur in rivaliteit is nog steeds controversieel 16.

Het is mogelijk om de parameters van de gamma-functie als afhankelijke variabelen in een experiment, maar de relatie tussen deze parameters en de vorm van de verdeling is niet gemakkelijk transparant. Daarom hebben veel onderzoekers de voorkeur aan een meer toegankelijke centrale tendens te meten gebruiken. Omdat de gamma-verdeling kan sterk worden scheef, de mediane duur in plaats van het gemiddelde is vaak meer representatief voor de resultaten. Met behulp van de mediaan van een niet-Gaussische verdeling betekent ook dat, tenzij er een groot aantal datapunten, de relevante statistische tests dienen niet-parametrische.


Figuur 10
Figuur 10: Gamma verdelingen van dominantie duur. De histogrammen geven binned dominantie duur en de bochten vertegenwoordigen de best-fit gamma uitkeringen aan data elke kleur is. Dezelfde distributies illustreren twee verschillende mogelijke sets van metingen: (A) Twee verschillende waarnemers 'dominantie duur in reactie op dezelfde prikkels, of (B) Het effect van verschillende stimulus eigenschappen op dominantie duur. In dit geval is de rood omrande rooster heeft een hoger contrast, wat leidt tot langere dominantie duur en dus tot een gamma-verdeling met een hogere mediaan.

Discussion

We hebben beschreven de aard van binoculaire rivaliteit, verschillende methoden voor het maken, en welke overwegingen moet rekening worden gehouden wanneer het wordt gebruikt. Zoals uiteengezet in de inleiding, het juiste gebruik van binoculaire rivaliteit maakt het mogelijk om experimenteel te pakken vragen over de locus (of loci) van bewustzijn, perceptuele selectie en onbewuste verwerking. Voor het uitvoeren van een dergelijk onderzoek goed, echter moet men zich bewust zijn van zaken zoals het belang van de handhaving van stabiele vergentie, en indien onderzoeken bewusteloos verwerking, de noodzaak van het gebruik displays die waarschijnlijk volledige onderdrukking opbrengst.

Bij de keuze van welke methode te gebruiken om rivaliteit te creëren, is het belangrijk rekening te houden met de voor-en nadelen van elke methode. Er is geen punt, bijvoorbeeld bij het gebruik van rood-blauwe bril als men geïnteresseerd is in het gebruik van multi-gekleurde stimuli, maar aan de andere kant, deze methode is waarschijnlijk de makkelijkste om te gebruiken in een MRI-scanner. Ook een spiegel stereoscoop is een zeer betrouwbare manier om ervoor te zorgen dat de afzonderlijke beelden vallen op het netvlies overeenkomstige plaatsen, maar de individuele aanpassingen die nodig zijn voor elke waarnemer en de technische moeilijkheden bij de invoering een stereoscoop in een MRI-scanner kunnen maken van deze methode minder aantrekkelijk voor een aantal studies.

Tot slot is het belangrijk om bewust te zijn van de kenmerken van de ervaring van binoculaire rivaliteit om de juiste afhankelijke maatregelen gebruiken. Wanneer de onderzoeksvraag betreft onbewuste verwerking, onafhankelijke controle dat de deelnemers waren inderdaad niet bewust van de onderdrukte beeld is van essentieel belang. Wanneer men geïnteresseerd is in hoe een experimentele manipulatie van invloed op dominantie en onderdrukking duur, kan het meer verhelderend om de (gamma-vormig) verdeling van de duur van onderzoeken in plaats van alleen een centrale tendens maatregel, zoals het gemiddelde of de mediaan, en het kan van belang na te gaan of de waarnemers scherpe of geleidelijke (gedeelten of golf-achtig) overgangen van dominantie ervaren.

We hopen dat onderzoekers die geïnteresseerd zijn in het hanteren van dit fascinerende fenomeen vindt deze introductie behulpzaam.

Disclosures

Geen belangenconflicten verklaard.

Acknowledgments

De auteurs worden ondersteund door een International Brain Research Foundation Postdoctoral Fellowship (DC); doctoraatsopleiding verlenen T90 DA 022763 (MA) en NIH subsidie ​​R01-EY017699 en NSF verlenen BCS-0633281 (SK). De auteurs zijn dankbaar Randolph Blake voor nuttige opmerkingen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Mirror stereoscope
Prism goggles
Red-blue or red-green cellophane goggles
Computer monitor (optional)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Blake, R., Logothetis, N. K. Visual competition. Nat. Rev. Neurosci. 3, 13-21 (2002).
  2. Rees, G. Neuroimaging of visual awareness in patients and normal subjects. Curr. Op. Neurobiol. 11, 150-156 (2001).
  3. Bahrami, B., Carmel, D., Walsh, V., Rees, G., Lavie, N. Unconscious orientation processing depends on perceptual load. Journal of Vision. 8, 1-10 (2008).
  4. Bahrami, B., Carmel, D., Walsh, V., Rees, G., Lavie, N. Spatial attention can modulate unconscious orientation processing. Perception. 37, 1520-1528 (2008).
  5. Carmel, D., Walsh, V., Lavie, N., Rees, G. Right parietal TMS shortens dominance durations in binocular rivalry. Current Biology. Forthcoming Forthcoming.
  6. Schurger, A. A very inexpensive MRI-compatible method for dichoptic visual stimulation. J. Neurosci. Methods. 177, 199-202 (2009).
  7. Tong, F., Nakayama, K., Vaughn, J. T., Kanwisher, N. Binocular rivalry and visual awareness in human extrastriate cortex. Neuron. 21, 753-759 (1998).
  8. Kovacs, I., Papathomas, T. V., Ming, Y., Feher, A. When the brain changes its mind: interocular grouping during binocular rivalry. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 93, 15508-15511 (1996).
  9. Blake, R. A primer on binocular rivalry, including current controversies. Brain and Mind. 2, 5-38 (2001).
  10. Cowey, A., Stoerig, P. The neurobiology of blindsight. Trends Neurosci. 14, 140-145 (1991).
  11. Nasrallah, M., Carmel, D., Lavie, N. Murder she wrote: enhanced sensitivity to negative word valence. Emotion. 9, 609-618 (2009).
  12. Persaud, N., McLeod, P., Cowey, A. Post-decision wagering objectively measures awareness. Nat Neurosci. 10, 257-261 (2007).
  13. Tsuchiya, N., Koch, C. Continuous flash suppression reduces negative afterimages. Nat. Neurosci. 8, 1096-1101 (2005).
  14. Bahrami, B., Lavie, N., Rees, G. Attentional Load Modulates Responses of Human Primary Visual Cortex to Invisible Stimuli. Curr. Biol. 17, 509-513 (2007).
  15. Wilson, H. R., Blake, R., Lee, S. Dynamics of travelling waves in visual perception. Nature. 412, 907-910 (2001).
  16. Meng, M., Tong, F. Can attention selectively bias bistable perception? Differences between binocular rivalry and ambiguous figures. Journal of Vision. 4, 539-551 (2004).
Hoe te maken en gebruiken Verrekijker Rivaliteit
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Carmel, D., Arcaro, M., Kastner, S., Hasson, U. How to Create and Use Binocular Rivalry. J. Vis. Exp. (45), e2030, doi:10.3791/2030 (2010).More

Carmel, D., Arcaro, M., Kastner, S., Hasson, U. How to Create and Use Binocular Rivalry. J. Vis. Exp. (45), e2030, doi:10.3791/2030 (2010).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter