Como criar e usar a rivalidade binocular

Neuroscience
 

Summary

Rivalidade binocular ocorre quando os olhos são apresentadas com imagens diferentes no mesmo local: uma imagem domina enquanto o outro é suprimida, e os suplentes domínio periodicamente. Rivalidade é útil para investigar a seleção de percepção e consciência visual. Aqui nós descrevemos vários métodos fáceis para criar e usar estímulos rivalidade binocular.

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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).

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Abstract

Cada um dos nossos olhos normalmente vê uma imagem ligeiramente diferente do mundo que nos rodeia. O cérebro pode combinar estas duas imagens em uma única representação coerente. No entanto, quando os olhos são apresentadas com imagens que são suficientemente diferentes umas das outras, uma coisa interessante acontece: Ao invés de fundir as duas imagens em uma percepção combinada consciente, o que transparece é um padrão de alternâncias de percepção, onde uma imagem domina a consciência, enquanto o outro é suprimida; alterna dominância entre as duas imagens, tipicamente a cada poucos segundos. Este fenômeno é conhecido como percepção rivalidade binocular. Rivalidade binocular é considerado útil para estudar a seleção de percepção e consciência em modelos humanos e animais, porque input visual imutável para cada olho leva a alternâncias na consciência visual e percepção. Para criar um estímulo a rivalidade binocular, tudo que é necessário é apresentar cada olho com uma imagem diferente no mesmo local percebido. Existem várias maneiras de fazer isso, mas os recém-chegados ao campo são muitas vezes não tem certeza qual o método que melhor atendam às suas necessidades específicas. O objetivo deste artigo é descrever uma série de maneiras baratas e fáceis de criar e usar a rivalidade binocular. Detalhamos métodos que não requerem equipamentos especializados caros e descrever as vantagens de cada método e desvantagens. Os métodos descritos incluem o uso de óculos vermelho-azul, estereoscópios de espelho e óculos de prisma.

Protocol

(1) Introdução: O que é a rivalidade binocular?

Normalmente, cada um dos nossos olhos vê uma imagem ligeiramente diferente. Nosso cérebro combina as informações que recebe dos olhos para criar um único e coerente, a representação tridimensional da cena visual. Mas o que aconteceria se cada olho foram artificialmente apresentado com uma imagem irreconciliavelmente diferentes em locais correspondentes da retina? O que a experiência perceptiva consciente seria tal estímulo evocam? Intuição de muitas pessoas é que o cérebro ainda tentativa de fundir as duas imagens. No entanto, este não é o que acontece. O que realmente transparece é um padrão de alternâncias de percepção, no qual a imagem de cada olho domina a percepção consciente por um certo período, enquanto a outra imagem é suprimida, e os períodos de dominação e reverter a supressão periodicamente, com apenas breves períodos de percepção confusa. Isto é conhecido como a rivalidade binocular.

Rivalidade binocular é considerado um método útil para investigar os processos subjacentes de seleção de percepção e consciência visual, como entrada estável (as mesmas imagens mostradas constantemente para cada olho) leva a alternância 1,2 percepts consciente. Assim, a rivalidade binocular pode ser usado para examinar questões tais como:

  1. O locus de consciência: Em que estágios dentro da hierarquia do processamento visual eventos neurais correlacionam-se com a experiência consciente?
  2. Seleção perceptiva: Como o cérebro resolve a concorrência entre os estímulos e escolher qual deles para trazer para a consciência?
  3. Processamento inconsciente: Que aspectos de uma imagem que é suprimido da consciência pode, contudo, ser processado, e como tal pode afetar o comportamento de processamento?

Essas questões são o foco da investigação em curso muito.
Existem vários métodos simples para criar uma tela de rivalidade binocular, mas muitos recém-chegados ao campo está inseguro sobre como selecionar e usar o método que é mais adequado às suas necessidades. Neste artigo vamos descrever alguns dos métodos mais populares para fazer exibe a rivalidade binocular, incluindo as vantagens de cada método e deficiências. Descrevemos também algumas considerações importantes ao criar e usar um estímulo a rivalidade binocular.

(2) Criação de um display de rivalidade binocular

Criando uma tela de rivalidade binocular é simples. Qualquer método que apresenta imagens completamente diferentes para os locais correspondentes das duas retinas levará a rivalidade.

  1. Manutenção de convergência estável: Antes de entrar em métodos específicos para a criação de rivalidade, é importante observar a questão da convergência estável, o que é uma consideração importante em todos os métodos que serão descritos.
    Normalmente, os nossos olhos por sua vez (fazer movimentos de vergência) de uma maneira que faz com que a queda mesma imagem fixada em cada fóvea. No entanto, convergência de sucesso depende de cada olho que vê as mesmas coisas. Se cada olho é apresentado com uma imagem totalmente diferente, convergência será interrompido, pois o cérebro não terá informações suficientes para decidir sobre o ângulo de convergência correta. Isso pode atrapalhar a rivalidade binocular, como as duas imagens não podem cair em locais correspondentes da retina. Portanto, além das diferentes imagens, o display deve conter elementos que são idênticos para ambos os olhos. Isso permite que os olhos para manter o olhar estável, apesar da diferença entre os elementos que rivaliza das imagens.
    1. Normalmente, convergência de estabilização elementos idênticos incluem um ponto de fixação no centro das imagens e rivalizando com uma moldura em torno das imagens, o quadro pode ser Figura 1B uniforme (Figura 1A) ou texturizados (; alguns consideram uma moldura texturizada mais poderoso na prevenção não-convergentes movimentos oculares). O quadro pode ter qualquer formato, desde que ela é idêntica em ambos os olhos.
    2. Não correlacionadas movimentos oculares horizontais são mais propensos do que as verticais. Portanto, um bar de textura de cada lado de cada imagem pode ser usada em vez de um quadro completo (Figura 1C; refs 3,4).
    3. Finalmente, em alguns estudos um quadro pode ser indesejável (por exemplo, se o experimento requer que os estímulos aparecem sobre um fundo uniforme). Em tais casos, é possível usar linhas nónio (linhas que o centro na imagem de várias direções) e / ou uma imagem que parece mais longe do estímulo, tais como anéis dartboard (Figura 1D; ref 5).

      Figura 1
      Figura 1: Exemplos de exibe a rivalidade binocular com diferentes tipos de elementos idênticos melhorar convergência estável. Em todos os painéis, o olho esquerdo é apresentado com uma grade vertical e no olho direito com uma horizontal. Os diferentes tipos de elementos idênticos incluem: (A) dot Fixação e estrutura sólida. Uma linha do tempo mostrando a alternations da percepção consciente também é mostrado; (B) ponto de fixação e estrutura texturizada; (C) dot Fixação e bares textured, para reduzir a não-convergentes movimentos oculares horizontais, (D) do ponto de fixação, as linhas de nónio e anel alvo.

  2. Métodos para induzir a rivalidade binocular: Existem vários métodos populares para a criação de um display de rivalidade binocular. Aqui vamos analisar três opções de baixo custo e simples: Usando óculos cor, um estereoscópio de espelhos, e óculos de prisma.
    1. Óculos vermelho-azul: Este é um método popular, preferido por muitos pesquisadores, porque é mais fácil e mais barato de implementar. Tudo o que precisa é um par de óculos de celofane vermelho e azul, disponível na maioria das lojas de brinquedos (a explicação aqui vai assumir o uso de óculos vermelho-azul, embora outras combinações de cores, como vermelho-verde, também pode ser usado).
      1. A maior parte do trabalho envolvido na utilização deste método vai para preparação de estímulo. Não é essencial para apresentar os estímulos na tela do computador (alguns estudos rivalidade binocular ter usado imagens impressas em papelão montados em papel), mas geralmente é mais simples para apresentar as imagens em um monitor. Prepare uma imagem que é exibida exclusivamente pela arma azul do monitor (ou cartucho azul da impressora, se os estímulos são impressos em papel) e outro que é exibido, no mesmo local na tela, apenas por a arma vermelha (ou impressora vermelho cartucho, por exemplo, ref 7). Cada uma das lentes só passar em uma das imagens, então as duas imagens diferentes cairá em correspondentes locais da retina nos dois olhos e começar a rival entre si (Figura 2).

        Figura 2
        Figura 2: Red-azul exibir goggle. A imagem consiste de uma imagem vermelha-somente de um rosto e um retrato azul-somente de uma casa. Quando visto através de óculos vermelho-azul, aqui representado esquematicamente, as duas imagens devem envolver-se em rivalidade.

      2. Note-se que as duas imagens devem conter informações idênticas - por exemplo, um quadro e cruz de fixação - como, apesar do fato de que os estímulos são fisicamente sobrepostos, convergência estável (veja acima) ainda deve ser assegurada. Estes elementos devem ser idênticas em uma cor que ambas as lentes vai deixar passar, como preto.
      3. As principais vantagens e desvantagens do uso de óculos vermelho-azul.
        Vantagens:
        1. O equipamento é muito barato, e os estímulos são muito fáceis de preparar.
        2. Óculos vermelho-azul pode ser facilmente usada com todos os métodos de neuroimagem, incluindo ressonância magnética.
        3. Óculos vermelho-azul não requerem estabilização cabeça ou ajuste individual do dispositivo de visualização para cada observador.
        Desvantagens:
        1. Cada imagem só pode conter tons de uma única cor-no cromática (colorido) estímulos.
        2. As lentes não são perfeitas (mesmo muito mais caro do que loja de brinquedos lentes ainda pouco se sobrepõem nos comprimentos de onda de luz que deixa passar) e, portanto, sempre haverá pelo menos alguns "sangrar-through '- cada olho verá alguns da imagem do olho do outro. Isso cria um problema para afirmar que a imagem foi totalmente suprimido invisível.
        3. Vermelho-azul óculos não funcionam bem com a maioria dos atuais olhos trackers.
    2. Estereoscópio de espelhos: espelhos podem ser facilmente configurados para oferecer uma imagem diferente para cada um dos olhos do observador.
      1. Estímulos: Prepare duas imagens diferentes que têm alguns elementos idênticos (para manter a convergência estável, como explicado acima). Tal como acontece com óculos vermelho-azul, os estímulos não tão tem que ser apresentado em uma tela de computador, mas apresentando a imagens lado a lado em um monitor é geralmente o método mais simples.
      2. Um estereoscópio de espelhos é composta por quatro espelhos (Figura 3A). É possível comprar um estereoscópio produzidos comercialmente. Também é fácil de construir um estereoscópio. Para fazê-lo de posição, dois espelhos de modo que cada um é perto de um olho e em um ângulo de 45 ° para a linha que o olho de visualização (use um queixo de descanso para estabilizar a localização da cabeça do observador). Coloque outro espelho de cada lado de cada um dos dois primeiros espelhos, enfrentando os estímulos em um ângulo de 45 ° (Figura 3B). Esse arranjo vai fazer com que cada imagem em uma queda localização correspondente em cada olho. As imagens diferentes devem agora rivalizam.
      3. Olhos de cada observador é um pouco diferente, por isso, quando colocar um observador na frente da tela, pode ser necessário ajustar os ângulos dos espelhos para atingir convergência estável. Embora a maioria dos estereoscópios de espelho funciona bem quando os espelhos são fixos, é possível aumentar a adaptabilidade para os olhos de cada observador, permitindo que os espelhos para girar umad / ou slide frente e para trás (setas azuis na Figura 3B).

        Figura 3
        Figura 3: estereoscópio Mirror. (A) Um observador olhando através de um estereoscópio de espelhos comercialmente disponíveis. (B) representação Um esquema de um estereoscópio de espelhos. Linhas sólidas representam espelhos. Linhas pontilhadas representam linha de visão, e flechas azuis representam eventuais ajustamentos ou a localização (setas retas) ou ângulo (setas curvas) de espelhos. Cada tipo de seta só aparece de um lado para simplificar, mas os mesmos ajustes podem ser feitos em ambos os lados.

      4. Quando se utiliza um estereoscópio de espelhos, é importante certificar-se que cada olho só consegue ver a imagem que é suposto, e que esta imagem só é visto no local onde ele rivaliza com o da outra imagem. No entanto, em muitos casos, cada olho também terá uma linha de visão para a outra imagem (Figura 4A). Para bloquear esta linha indesejada de visão, coloque um divisor (por exemplo, uma folha de papelão) que se estende da linha média do estereoscópio, entre os olhos do observador, em direção ao centro da tela de tal forma que ele irá bloquear a linha de visão para estímulo o outro olho (Figura 4B). O divisor pode ser feito de qualquer material, contanto que serve esse propósito. No entanto, é preferível fazer o divisor a partir de material fosco, brilhante como o material vai refletir a luz emitida pelo monitor e criar o brilho.

        Figura 4
        Figura 4: O bloqueio da linha de visão ao estímulo do olho do outro. Cada olho pode ter uma linha clara de visão para o estímulo destinadas ao outro olho. (A) grossa preta linhas pontilhadas representam a linha de visão de estímulo destinados a cada olho. Fina cinza linhas pontilhadas representam a linha de visão ao estímulo do olho do outro. (B) A linha de visão ao estímulo do olho do outro pode ser bloqueado com um divisor (linha sólida grossa).

      5. Um problema adicional que pode ocorrer é que cada olho pode ver a imagem que é suposto ver duas vezes - uma vez que através do espelho, e mais uma vez diretamente (Figura 5A). Isso fará com que uma imagem de cada estímulo adicional para aparecer ao lado do local onde a rivalidade ocorre. Para evitar isso, ajustar a relação entre a localização da imagem e da distância do observador a partir da tela (Figura 5B).

        Figura 5
        Figura 5: Certificar-se de cada olho tem apenas uma única linha de visão para o seu estímulo. (A) Além da linha de visão que atravessa os espelhos (linha preta grossa pontilhada), cada olho também pode ter uma linha direta de visão a ele de estímulo pretendido (linha cinza fina pontilhada), fazendo com que o estímulo para ser visto duas vezes . (B) Este problema pode ser evitado ajustando a posição relativa do estereoscópio e colocação de estímulos.

      6. A fim de fazer os ajustes acima antes do experimento começa, prepare uma imagem mostrando apenas as partes da tela que são idênticos em ambas as imagens, e usá-lo para definir o estereoscópio para cada observador antes de exibir o estímulo rivalidade.
      7. As principais vantagens e desvantagens do uso de estereoscópios de espelho.
        Vantagens:
        1. Imagens separadas permitir a utilização de cromática (colorido) estímulos.
        2. As imagens são totalmente separados e não podem "sangrar em 'outro', ao contrário, com óculos vermelho-azul.
        3. Preparação de estímulo é fácil e simples - qualquer duas figuras apresentadas lado a lado podem rivalizar entre si.
        4. Estereoscópios pode ser usado em combinação com eye-tracking.
        Desvantagens:
        1. Estereoscópios só permitir a apresentação dos estímulos relativamente pequeno, já que apenas metade do campo visual pode ser usado para apresentar cada imagem, ea necessidade de manter a convergência estável torna difícil de estímulos presentes subtendem mais do que alguns graus de ângulo visual.
        2. Estereoscópios não pode ser facilmente utilizado em um scanner de ressonância magnética, pois isso exigiria que todos os elementos do estereoscópio de ser não-magnético, ea instalação também teria de incorporar o adicional de inclinação do espelho através do qual os estímulos são normalmente vistos no scanner. Estereoscópios de espelho também são susceptíveis de ser muito grande para o meio ambiente scanner apertado. No entanto, estereoscópios são compatíveis com outros métodos, como EEG, MEG e NIRS.
        3. Estereoscópios requerem estabilização cabeça e ajuste individual para cada observador.
    3. Óculos de prisma: Esta é uma variação sobre a idéia do estereoscópio, usando óculos de proteção em que as lentes são prismas em vez de espelhos. Como com um estereoscópio de espelhos, as imagens são apresentadas lado a lado (geralmente em um monitor).
      1. Lentes de prisma pode ser purchased de qualquer fornecedor óptica comercial, juntamente com quadros de plástico.
      2. Cada um dos prismas de luz se dobra, fazendo com que objetos que estão fora para o lado parecem estar sempre em frente (Figura 6). Dois prismas tal, orientados em direções opostas, agir da mesma forma como um estereoscópio de espelhos fariam - eles criam a ilusão de que duas imagens que são, de fato, fisicamente lado a lado se sobrepõem no espaço 6.

        Figura 6
        Figura 6: óculos Prism. Cada prisma lente curva a luz, fazendo com que estímulos que são fisicamente lado a lado para parecer ser no mesmo local espacial. Note-se que um divisor é necessária para evitar linhas adicionais de visão.

      3. Note que ao usar óculos prisma, você ainda precisará usar um divisor (ver Figura 4) como cada olho pode ver a imagem do olho do outro. No entanto, você não precisa se preocupar sobre como ajustar a distância eo tamanho da tela como faria com um estereoscópio de espelhos (ver Figura 5), ​​já que cada imagem tem apenas uma linha de visão de cada olho.
      4. As vantagens e desvantagens de óculos de prisma são semelhantes aos de estereoscópios de espelho, com uma grande diferença: é fácil de usar óculos de prisma em um scanner de ressonância magnética como os óculos e as lentes podem ser feitas de plástico e são mais compactas do que um estereoscópio de espelhos.
        Vantagens:
        1. Imagens separadas permitir a utilização de cromática (colorido) estímulos.
        2. As imagens são totalmente separados e não podem "sangrar em" uns dos outros (ao contrário dos óculos vermelho-azul).
        3. Preparação de estímulo é fácil e simples - qualquer duas figuras apresentadas lado a lado podem rivalizar entre si.
        4. Óculos de prisma pode ser facilmente utilizado em um scanner de ressonância magnética.
        5. Óculos de prisma pode ser usado em combinação com eye-tracking (embora olho-tracker de calibração pode ser difícil devido à distorção da imagem do aluno pela lente).
        Desvantagens:
        1. Prism óculos só permitem a apresentação dos estímulos relativamente pequeno, já que apenas metade do campo visual pode ser usado para apresentar cada imagem, ea necessidade de manter a convergência estável torna difícil de estímulos presentes subtendem mais do que alguns graus de ângulo visual.
        2. Para os estímulos de grande porte, ou estímulos apresentados longe de fixação, apresentação prisma pode causar distorção da imagem.
        3. Óculos prisma requerem estabilização cabeça.
    4. Métodos adicionais, que não entrarei em detalhes aqui no, pode exigir equipamentos especializados caro. Estes incluem o seguinte:
      1. Óculos de obturador: Estes são óculos de LCD em que cada lente pode se tornar opaco de forma independente. Rivalidade binocular pode ser criado por uma alternância de opacidade do cristalino rapidamente, em tempo com a alternância de imagens no mesmo local no monitor.
      2. Mostrar óculos: Nestes, cada ocular está equipado com uma tela independente. Rivalidade binocular pode ser criado, mostrando imagens diferentes no mesmo local em cada tela.

(3) Representante resultados A: Considerações na criação de um display de rivalidade binocular

Muitas das publicações nesta área são destinadas a um público que já está familiarizado com a rivalidade binocular. Estes documentos, assim, tendem a não entrar em certos detalhes a respeito da experiência de rivalidade. Isto pode ser enganoso para um recém-chegado. Portanto, aqui vamos descrever explicitamente algumas características de rivalidade.

  1. Supressão incompleta: Em rivalidade comuns envolvendo imagens com contraste mais ou menos igual, a supressão de muitas vezes não é inteiramente completa. A imagem é muitas vezes reprimidas ainda pouco visível.
    1. Fragmentada rivalidade: a supressão incompleta pode ocorrer, por exemplo, através de pequenas manchas de a imagem ser suprimida dominante, um fenômeno conhecido como "rivalidade fragmentada" (Figura 7; ref 8), que tende a ocorrer mais quanto maior as imagens estão rivalizando, em tais casos, os observadores tendem a relatar o domínio, segundo a qual os patches dominante imagem adicionar até cobrir uma área maior. Quando este for o caso, os critérios para declarar uma imagem dominante pode variar muito entre os observadores. A melhor maneira de evitar fragmentada rivalidade é a utilização de pequenos estímulos (por exemplo, subentendendo 1 ° de ângulo visual ou menos).

      Figura 7
      Figura 7: Piecemeal rivalidade. Em alguns casos, um dos estímulos vão dominar algumas partes da imagem, enquanto o outro estímulo domina outras partes. Rivalidade fragmentada como pode ocorrer tanto como uma fase de transição entre os períodos em que um estímulo é completamente dominante, ou continuamente, sem que nenhum estímulo conseguindo dominar inteiramente.

    2. Redução aparente contraste: Tele suprimiu imagem às vezes também é relatado para não ser totalmente suprimida, mas apenas para parecer ter um contraste reduzido. Embora há alegações de que em um determinado ponto no campo visual apenas uma imagem pode ser dominante 9, tais pontos podem ser pequenas o suficiente para um sentimento geral de ver um completo, mas "mais fracos" versão da imagem suprimida a ocorrer. Para a exibição rivalidade mesmo, reduziu aparente contraste pode ocorrer por alguns observadores, mas não para outros.
    3. Afterimages: Em alguns casos, uma imagem seguida do estímulo apresentado ao olho suprimidos podem ser formadas. Para evitar isso, use uma máscara monocular no final de apresentação do estímulo. Alternativamente, no caso de estímulos ralar, prevenir a formação de pós-imagem, alterando a fase da grade (o local de linhas claras e escuras) em uma taxa rápida, aleatoriamente ou por ter o movimento grades.
    4. Verificação independente de supressão completa: À luz dos últimos três sub-seções, é fácil ver porque a invisibilidade total da imagem suprimido não pode ser assumida. Se alguém quiser relatório que os estímulos suprimida eram invisíveis (por exemplo, ao afirmar que o processamento inconsciente tem ocorrido), é importante verificar de forma independente que os observadores não podia ver a imagem reprimida. Para fazer isso, use escolha forçada-dúvidas após cada ensaio (ie, "qual destas duas imagens foi apenas apresentado?"), Para demonstrar que as taxas de sucesso são a chance de 3,4. Como chance acima desempenho pode ocorrer mesmo na ausência de consciência (por exemplo, como no fenômeno da visão cega, ref 10), medidas adicionais, tais como avaliações de confiabilidade de 11 ou 12 apostas em precisão deve idealmente ser empregadas.
  2. Assegurar a supressão completa: Se a questão de pesquisa diz respeito a como uma manipulação específica afeta durações de dominação e repressão, então a rivalidade binocular do tipo descrito até agora é mais adequado. No entanto, ao invés de durações de dominação e repressão, muitos pesquisadores estão interessados ​​em examinar se o conteúdo da imagem reprimida pode ser processado. Como vimos, a supressão completa é difícil de assegurar, com a rivalidade binocular normal. Portanto, para abordar questões de pesquisa, relativa ao tratamento da imagem reprimida, uma forma forte de rivalidade, conhecida como a supressão de flash contínua (CFS), é o mais apropriado 13.
    1. Para criar um estímulo CFS, apresentam um contraste relativamente baixa (mas ainda visíveis) de imagem para um olho, que será a imagem reprimida. Apresentar um alto contraste, mudando rapidamente de imagem para o outro olho, que será a máscara CFS dominante. Para ser maximamente efetivo, o CFS máscara deve mudar a um ritmo de 10-20 Hz.
    2. CFS pode ser induzida utilizando todos os métodos para criar rivalidade que descrevemos acima. Quando se utiliza um estereoscópio de espelhos ou óculos prisma, máscaras CFS composto de muitos pequenos elementos coloridos ("Mondrians") são altamente eficazes (Figura 8). Ao usar óculos vermelho-azul, a máscara CFS pode ser composta de muitos elementos (retângulos, elipses, linhas, pontos), que são todos da mesma cor 14.

      Figura 8
      Figura 8: supressão de flash contínua (CFS). Um dos olhos (aqui, o caminho certo) é mostrado um estímulo de alto contraste dinâmico. Neste exemplo, esse estímulo é uma imagem composta de retângulos em várias cores (a "Mondrian"; diferentes imagens desse tipo devem ser alternados em 20/10 Hz para garantir a supressão). O outro olho é apresentado com uma imagem de baixo contraste, que pode permanecer suprimido por períodos longos (vários minutos).

    3. CFS pode suprimir completamente a uma imagem mais fraca por um tempo muito longo (vários minutos). Note que, mesmo assim, a imagem reprimida pode ocasionalmente "romper", especialmente se for uma imagem significativa, tais como um rosto. Portanto, não se esqueça de ajustar o nível de contraste da imagem suprimida antes do experimento começa, para maximizar as chances de supressão completa.
    4. Como acima detalhado (resultados Representante A: supressão incompleta), para permitir conclusões sobre o processamento inconsciente da imagem suprimida em CFS, independentemente verificar que os observadores estão no acaso, quando perguntou o que foi apresentado ao olho suprimida.
  3. Experiência de alternâncias rivalidade: A maioria das pesquisas publicadas na rivalidade relatórios durações apenas dominação e repressão, dando a impressão de que as alternâncias entre a imagem dominante e reprimidas são imediatos, todos-ou-nada eventos. Mas este não é o caso: Alternâncias são geralmente gradual e pode ser bastante lento, o que significa que um pouco do tempo de visualização pode ser tomada por "misto" fases. A forma específica de fases mistas varia entre observadores e para diferentes estímulos. A seguir, são duas formas comuns.
    1. A fase mista pode consistir da imagem suprimido gradualmente tornando-se dominante através de um número cada vez maior de patches dominante (fragmentadarivalidade, ver resultados Representante A: supressão incompleta) através do estímulo.
    2. A fase mista também podem ocorrer através de uma 'onda' de dominação varrendo a imagem. Para induzir a tal onda, introduzir um incremento de contraste com uma parte específica da imagem suprimida (Figura 9; ref 15).

      Figura 9
      Figura 9: Viajando ondas de dominação. Quando uma das duas imagens é suprimido, aumentando o contraste em uma pequena região fará com que uma onda de dominação a espalhar-se daquela região. Em imagens de anular tais como os mostrados aqui, a predominância vai se espalhar, como indicado pelas setas azuis. Note-se que uma vez que o incremento de contraste foi introduzido, ele não tem que permanecer (o contraste pode voltar ao nível original, baixa) para a onda de dominação para ser iniciado.

(4) Representante B resultados: Duração de fases dominância em rivalidade binocular

Alternâncias rivalidade binocular ocorrem de forma aleatória, independente de duração intervalos. Isto significa que a duração do intervalo de dominação última não prever quanto tempo o próximo vai ser. Se durações dominância são divididos em compartimentos com uma largura igual (por exemplo, 500 ms), um histograma mostrando quantos durações dominância de cada comprimento ocorreu tende a ser bem-fit por uma distribuição assimétrica conhecida como uma função gama 8.

Em geral, os efeitos das manipulações experimentais sobre durações em rivalidade tendem a se manifestar na forma da função gama best-fit, o que significa que em cada condição de muitos diferentes durações dominação irá ocorrer, mas a probabilidade de estas podem ser alteradas pela manipulação .

Os parâmetros específicos da função gama melhor ajuste diferem entre observadores diferentes para o mesmo estímulo (Figura 10A) e entre os diferentes estímulos para o mesmo observador.

Fatores como baixo nível das duas imagens 'características são conhecidos por afetar a duração relativa de seu domínio e os períodos de supressão de 1. Por exemplo, se as duas imagens diferentes, em contraste, a imagem de maior contraste terá, em geral, períodos mais longos de dominância, levando a uma distribuição gama melhor ajuste com maior mediana (Figura 10B). O efeito do alto nível das funções cognitivas (como a atenção para uma das imagens) em durações dominância em rivalidade ainda é controverso 16.

É possível usar os parâmetros da função gama como variáveis ​​dependentes em um experimento, mas a relação entre esses parâmetros ea forma da distribuição não é facilmente transparente. Portanto, muitos pesquisadores preferem utilizar uma medida de tendência central, mais acessível. Porque a distribuição gama pode ser altamente enviesada, a duração mediana ao invés de a média é muitas vezes mais representativo dos resultados. Utilizando a mediana de uma distribuição não-Gaussiana também significa que a menos que haja um grande número de pontos de dados, os testes estatísticos relevantes devem ser não-paramétricos.


Figura 10
Figura 10: distribuições Gamma de durações dominância. Os histogramas representam durações binned dominação, e as curvas representam as distribuições que melhor se ajusta gama para os dados de cada cor. As distribuições mesmo ilustram duas diferentes possíveis conjuntos de medidas: (A) dominância Dois observadores diferentes "durações em resposta aos mesmos estímulos, ou (B) O efeito de características diferentes durações de estímulo dominância. Neste caso, a grade vermelho-moldado tem um contraste maior, levando a períodos mais longos de dominação e, assim, uma distribuição gama com uma maior mediana.

Discussion

Nós descrevemos a natureza da rivalidade binocular, vários métodos para criá-la, e que considerações devem ser levadas em conta quando ela é usada. Conforme detalhado na Introdução, o uso adequado da rivalidade binocular torna possível experimentalmente abordar questões sobre o locus (ou loci) de consciência, a seleção perceptual e processamento inconsciente. Para realizar tais investigações de forma adequada, no entanto, é preciso estar ciente de questões como a importância de manter convergência estável, e, se a investigar o processamento inconsciente, a necessidade de usar monitores que são susceptíveis de produzir supressão completa.

Ao escolher o método a utilizar para criar rivalidade, é importante levar em conta as vantagens e desvantagens de cada método. Não há nenhum ponto, por exemplo, no uso de óculos vermelho-azul se estiver interessado em usar multi-coloridas estímulos, mas por outro lado, este método é provavelmente o mais fácil de usar em um scanner de ressonância magnética. Da mesma forma, um estereoscópio de espelhos é uma forma muito confiável de garantir que as imagens separadas cair em correspondentes locais da retina, mas os ajustes individuais necessários para cada observador e as dificuldades técnicas em colocar um estereoscópio em um scanner de ressonância magnética pode tornar este método menos atraente para algumas estudos.

Finalmente, é importante estar ciente das características da experiência da rivalidade binocular, a fim de empregar as medidas adequadas dependente. Quando a questão diz respeito à investigação de processamento inconsciente, verificação independente de que os participantes eram de fato desconhece a imagem reprimida é essencial. Quando alguém está interessado em saber como uma manipulação experimental afeta durações dominação e repressão, pode ser mais esclarecedor para examinar a distribuição (ácido gama-shaped) de duração ao invés de apenas uma medida de tendência central, como a média ou mediana, e pode ser importante verificar se os observadores experientes cortantes ou gradual (fragmentado ou wave-like) transições de posição dominante.

Esperamos que os pesquisadores interessados ​​em empregar este fenômeno fascinante encontrará esta introdução útil.

Disclosures

Não há conflitos de interesse declarados.

Acknowledgments

Os autores são apoiados por um cérebro Fellowship International Research Foundation de Pós-Doutorado (DC); doutorado treinamento conceder T90 DA 022.763 (MA), e NIH conceder R01-EY017699 e NSF conceder BCS-0633281 (SK). Os autores são gratos ao Randolph Blake por seus úteis comentários.

Materials

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

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References

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  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).
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  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).

Comments

8 Comments

  1. DŒs anyone knows if it is possible, using continuous flash suppression, to use a video also for the non dominant eye? I mean to use a dynamic stimulus displaying a movement, for instance?
    Thanks a lot
    A. Curioni

    Reply
    Posted by: Arianna c.
    March 26, 2013 - 6:14 AM
  2. Hi Arianna,

    We have been able to suppress movies (up to 10 minutes continuous) using a variant of continuous flash suppression called binocular switch suppression (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004²698908000540). Overall, we have found suppression to be more stable using this technique. For movies, we had to lower the contrast greatly to ensure complete suppression. Feel free to e-mail me if you have more specific questions on what we did.

    Best,
    Mike Arcaro

    Reply
    Posted by: Michael A.
    March 26, 2013 - 10:42 AM
  3. Could you tell me where can I purchase a fully adjustable mirror stereoscope? The inner pair of mirrors of the common commercial ones seems not adjustable.
    Another questions is, is it necessary to adjust the prism goggle for each participant?

    Thank you!

    Shan

    Reply
    Posted by: Shan X.
    May 2, 2013 - 6:49 AM
  4. Hi Shan,

    We have used stereoscope and geoscope models from this company: http://www.stereoaids.com.au/
    Indeed, these are not fully adjustable, but I'm not sure why you would want / need to adjust the inner mirrors. You should be able to accomplish any field of view overlap with adjustments to the outer mirrors.

    As for adjusting the prism goggles for each participant, I'd recommend doing so. It might not be necessary, but getting the field of view to overlap in individual subjects will be more precise. Poor alignment of monocularly presented images will add unwanted noise to your experiment.

    Best,
    Mike

    Reply
    Posted by: Michael A.
    May 9, 2013 - 12:40 PM
  5. Very informative, thank you! I had some issues procuring decent prism goggles, the one in the video seemed ideal. Could you point me to a retailer please?

    Reply
    Posted by: shur s.
    May 12, 2013 - 10:14 AM
  6. Hi Shur,

    We were able to get our local eye shop to make us the prism lenses. I think your best bet will be talking to your local eye shop. You might have luck with a chain store such as LensCrafters, but they shot me down.

    It took some convincing with my local eye shop too. The lenses technically require a prescription. We were able to get the shop to make the lenses after providing a signed form saying these were for research purposes. Other shops should be able to do the same.

    When you ask for the glasses, request XX diopters of prism correction, base-out. We use 3.5 diopters. The eye shop should actually understand what you want if you just describe the prims glasses too. You should think about unit of diopter correction you want. Unlike the stereoscope, you won't be able to adjust the glasses. For this reason, I only use these prism glasses for fMRI experiments where I can't use the stereoscope. There is a really nice paper that discusses how to decide on what diopter strength you want:
    Schurger A (²009). A very inexpensive MRI-compatible method for dichoptic visual stimulation. J Neurosci Methods 177: 199-²0².

    Good luck!
    Mike

    Reply
    Posted by: Michael A.
    May 16, 2013 - 11:48 AM
  7. Dear Mike
    It is very helpful of your information, I also have some questions , when you use 3.5 diopters ,what the size of your stimilu picture? and the distance between the subject from the moniter? as you know,now many people are myopia, can we making prism glasses with myopia ?

    Reply
    Posted by: bruce w.
    July 17, 2013 - 11:28 AM
  8. Hi Bruce,

    I typically use stimuli 5 visual degrees in width. Subjects are typically between 45 and 60 cm away from the monitor (or projection screen for fMRI). With 3.5 diopters, I found it difficult to get stable fusion in most of my subjects when using larger stimulus widths. If you want to present wider stimuli, you could get prism glasses with a stronger diopter.

    As for mypoia, I have run several subjects (including myself) who are nearsighted without any problem, though they wear contact lenses during the experiment, not glasses. I have not looked into getting prism glasses that also correct for mypoia.

    Hope this is helpful!
    Mike

    Reply
    Posted by: Michael A.
    July 22, 2013 - 4:57 PM

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