Overview
Fonte: Laboratório de Jonathan Flombaum - Universidade Johns Hopkins
Por que as pessoas têm dois olhos voltados para a frente? Ao apresentar ao cérebro duas imagens tão ligeiramente diferentes, torna-se possível compreender problemas visuais que são muito mais difíceis de processar através de um único olho. O principal deles é o problema da percepção 3D, vendo o mundo em três dimensões, apesar das entradas de retina em apenas duas dimensões.
O que acontece se cada olho receber duas imagens completamente diferentes? Isso não acontece na natureza, com certeza, mas pode ser inventado em laboratório em uma configuração chamada rivalidade binóculo.
A rivalidade binóculo é um paradigma laboratorial comum para investigar as formas como o cérebro integra informações a partir de dois olhos e, nos últimos anos, os mecanismos responsáveis pela produção de experiência consciente.
Procedure
1. Equipamento
- Para produzir facilmente rivalidade binóculo, use um par de óculos vermelho-ciano (Figura 1).
Figura 1. Um par de óculos de rivalidade vermelho-ciano. Os óculos possibilitam apresentar duas imagens sobrepostas de tal forma que apenas uma chega a cada olho. A lente vermelha filtrará toda a luz vermelha antes de atingir o olho do espectador, e a lente ciano filtrará toda a luz azul. Isso significa que uma imagem azul colorida não vai chegar aos olhos com a lente vermelha, e uma imagem vermelha não vai chegar aos olhos atrás da lente azul - Um cronômetro também será necessário.
2. Estímulo
- Uma demonstração fácil tendo a ver com rivalidade envolve palavras sem sentido sobrepostas a algo significativo.
- No PowerPoint©, crie um slide com a palavra 'Olá' escrito em azul, e em cima dele escreva as letras 'Cfbal' escritas em vermelho. Faça a palavra em cima 50% transparente. Vai ficar assim(Figura 2).
Figura 2. Estímulo amostral para uma demonstração de rivalidade binóculo. A palavra "Olá" está escrita em azul, e em um vermelho 50% transparente, as letras sem sentido 'Cfbal' são escritas em cima.
3. Executando o experimento
- Imprima o slide em um pedaço de papel branco. Coloque um participante em frente ao jornal e peça para colocar os óculos.
- Defina o cronômetro para contagem regressiva de 120 segundos.
- Instrua o participante que a cada dez segundos eles serão solicitados a relatar o que vêem, e que eles devem responder de uma das três maneiras, 'Olá', 'Cfbal', ou 'Misto / Incerto'.
- Comece a contagem, e a cada dez segundos, pergunte ao participante o que ele vê. Abaixe as respostas.
A rivalidade binóculo é um paradigma de laboratório comum para investigar como o cérebro integra informações de nossos dois olhos.
Durante a percepção visual normal, nossos olhos recebem aproximadamente a mesma imagem em cada uma das duas retinas. O cérebro se aproveita dessa redundância para entender o que é observado.
Ao apresentar duas imagens diferentes para cada olho separadamente, os cientistas podem estudar como o cérebro coordena e interpreta seus sinais separados. Enganar o cérebro com duas imagens independentes é referido como rivalidade binóculo.
Este vídeo demonstra métodos para o uso da rivalidade binóculo, incluindo como projetar o estímulo, realizar o experimento e como analisar e interpretar dados.
Neste experimento simples, os participantes são convidados a usar óculos de ciano vermelho e relatar como um estímulo gerado é interpretado.
Neste caso, o par de óculos filtra o material para cada olho, de modo que a lente vermelha irá filtrar toda a luz vermelha antes de chegar ao olho do participante, e a lente ciano filtrará toda a luz azul.
O estímulo gerado envolve sobreposição de palavras coloridas: uma palavra vermelha e sem sentido, como Cfbal, sobre uma palavra azul e significativa, como Hello.
Quando os óculos de filtro são usados pelo participante, a palavra azul tingida Hello não chegará aos olhos atrás da lente vermelha, e o Cfbal não-palavra vermelho não chegará aos olhos atrás da lente ciano.
Durante um período de 120 segundos, os participantes são solicitados a relatar a cada 10 segundos se a palavra significativa Olá ou a palavra sem sentido Cfbal é observada, ou se não está muito clara, para dizer não está claro.
Ao longo do tempo de como cada participante responde, a variável dependente é o número de vezes que os participantes relatam observações entre as três categorias.
Se a rivalidade binóculo for produzida, as respostas do participante variam ao longo do tempo porque o cérebro não pode facilmente perceber ambas as palavras simultaneamente.
Além disso, os participantes relatarão mais observações de ver a palavra Olá por causa de uma tendência do cérebro de perceber imagens significativas sobre o absurdo.
Para demonstrar rivalidade binóculo, primeiro reúna um par de óculos vermelho-ciano e um cronômetro.
Para realizar este estudo, crie um slide de estímulo com a palavra 'Olá' escrita em azul, e além dela, escreva as letras 'Cfbal' escritas em vermelho. Faça a palavra em cima 50% transparente.
Depois de imprimir o slide de estímulo em um pedaço de papel branco, cumprimente o participante.
Uma vez que o participante esteja sentado, explique as instruções da tarefa e, em seguida, diga-lhes para colocar os óculos de filtro.
Antes de coletar dados, defina o cronômetro para contagem regressiva de 120 segundos. Informe cada participante que eles serão solicitados a relatar a cada 10 segundos se eles vêem a palavra Olá ou Cfbal, ou a palavra parece pouco clara.
A cada 10 segundos, pergunte ao participante o que vê e regisse cada resposta nas 12 instâncias.
Para analisar como cada participante percebeu o estímulo, plote cada resposta em função do tempo. Observe que o participante tende a ficar atento apenas a uma das palavras de cada vez.
No entanto, com o tempo, a palavra que o participante está ciente a qualquer momento pode mudar de forma rápida e frequente. Isso sugere que o cérebro reconhece que algo não está certo. Como resultado, o cérebro tenta apresentar uma imagem estável ao participante, mas não consegue decidir qual é a imagem estável certa.
Para examinar a distribuição geral dos tipos de resposta, é média dos percentuais de cada tipo de resposta entre os participantes. Note que a observação de Hello dominou.
Isso sugere que o cérebro avalia o conteúdo de cada imagem e prefere trazer à consciência coisas que fazem sentido, são familiares e têm significado.
A rivalidade binóculo forma a base para a maioria dos filmes e jogos 3D. Usando óculos especiais, o cérebro é enganado para ver 3D quando a tela que está olhando é na verdade 2D.
Além disso, a rivalidade binóculo permite que pesquisadores com ferramentas de neuroimagem, como eeg de alta densidade, saibam quando a natureza da experiência consciente de uma pessoa está mudando repentinamente — como o participante desta demonstração que passou de ver uma palavra para outra.
Os pesquisadores podem então mapear essas mudanças na experiência consciente em eventos que ocorrem no cérebro nesses momentos. Por exemplo, diferentes estados de vigília — se uma pessoa está dormindo, relaxada ou totalmente acordada e até mesmo no limite — cada uma se correlaciona com diferentes ondas cerebrais, medida usando gravações de EEG
A pesquisa atual está tentando determinar se as mudanças entre estados de vigília se correlacionam com mudanças na percepção consciente, diagnosticadas usando o paradigma da rivalidade binóculo.
Você acabou de assistir a introdução de JoVE à Rivalidade Binocular. Agora você deve ter uma boa compreensão de como projetar e realizar o experimento, bem como analisar resultados e aplicar o fenômeno da percepção visual.
Obrigado por assistir!
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Results
Os resultados podem ser gráficos plotando os dados brutos(Figura 3),que é o que o participante relatou ver como uma função do tempo.
Figura 3. Os participantes relatam o que ele vê a cada 10 segundos. A maioria dos relatórios envolve a palavra coerente "Olá". Mas, criticamente, o objeto que o participante está ciente das mudanças com frequência, e pode mudar rapidamente.
Uma coisa que deve ficar clara é que o participante tende a ficar apenas atento a uma das palavras de cada vez. O que eles estão cientes a qualquer momento pode mudar rapidamente e com frequência embora. Isso sugere que o cérebro reconhece que algo não está certo, e tenta apresentar uma imagem estável ao observador — só que aqui, o cérebro não pode decidir qual é a imagem estável certa.
A partir desses dados brutos, a proporção de cada tipo de relatório também pode ser grafada(Figura 4).
Figura 4. Porcentagem de relatórios de cada categoria de imagem visual. A maioria dos relatórios envolve claramente a palavra coerente "Olá".
Olhar para os resultados como este deve deixar claro que, embora a experiência do participante tenha mudado rapidamente e com frequência, a palavra "Olá" dominou. Este e resultados similares são tomados como evidência de que o cérebro avalia o conteúdo de cada imagem e prefere trazer à consciência coisas que fazem sentido, são familiares e têm significado.
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Applications and Summary
A rivalidade binóculo forma a base para a maioria dos filmes e jogos 3D — embora hoje em dia, eles geralmente usam outros tipos de filtros, não vermelho e ciano. A lógica é a mesma: se duas imagens são diferentes da maneira certa, e apresentadas a cada olho separadamente, então o cérebro pode ser enganado para ver 3D quando a superfície que está olhando é realmente 2D, como uma tela de filme.
Se você olhar para esta foto(Figura 5) com os óculos, ela deve parecer ser 3D.
Figura 5. Uma amostra de um estímulo 3D que se aproveita da rivalidade binóculo. Neste caso, as duas imagens sobrepostas são idênticas, mas ligeiramente desalinhadas. Isso se aproveita do fato de que o cérebro sempre usa um leve desalinhamento nas duas imagens que chegam aos olhos para inferir relações 3D entre objetos no mundo.
Nos últimos anos, a rivalidade binóculo também se tornou um dos principais paradigmas utilizados em estudos que tentam encontrar os 'Correlações Neurais da Consciência', NCC para abreviar. A ideia é que alguns eventos no cérebro humano devem tornar a informação — e informações visuais em particular— conscientes. O que é que eles são? A rivalidade binóculo permite que os pesquisadores com ferramentas de neuroimagem saibam quando a natureza da experiência consciente de uma pessoa está mudando repentinamente — como o participante desta demonstração que passou de ver uma palavra para a outra. Os pesquisadores podem então tentar mapear essas mudanças na experiência consciente em eventos que ocorrem no cérebro nesses momentos. Por exemplo, é sabido há algum tempo que diferentes estados de vigília — seja uma pessoa dormindo, relaxada ou bem acordada e até mesmo no limite — cada uma se correlaciona com diferentes ondas cerebrais, medidas usando o eletroencefalograma(Figura 6). A pesquisa atual está tentando determinar se as mudanças entre estados de vigília se correlacionam com mudanças na percepção consciente, diagnosticadas usando o paradigma da rivalidade binóculo.
Figura 6. Ondas cerebrais adultas normais. Ondas cerebrais adultas normais para adultos acordam com atividade mental, acordadas e descansando, dormindo e em um sono profundo.
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