Hur till Skapa och använda Kikare Rivalitet

Neuroscience
 

Summary

Kikare rivalitet uppstår när ögonen presenteras med olika bilder på samma plats: en bild dominerar medan den andra är undertryckta, och suppleanter dominans regelbundet. Rivalitet är användbart för att undersöka perceptuell urval och visuella medvetenhet. Här beskriver vi flera enkla metoder för att skapa och använda kikare rivalitet stimuli.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Var och en av våra ögon ser normalt en något annorlunda bild av världen runt omkring oss. Hjärnan kan kombinera dessa två bilder till en enda sammanhängande representation. Men när ögonen presenteras med bilder som är tillräckligt olika varandra, sker en intressant sak: Hellre än att smälta de två bilderna till en kombinerad medveten percept, vad som framkommer är ett mönster av perceptuell växlingen där en bild dominerar medvetandet medan den andra undertrycks, dominans växlar mellan de två bilderna, typiskt bara några sekunder. Detta perceptuella fenomen kallas kikare rivalitet. Kikare rivalitet anses användbart för att studera perceptuell val och medvetenhet i både människors och djurs modeller, eftersom oföränderliga visuell ingång till varje öga leder till växlingen i visuella medvetenhet och synpunkter. För att skapa en kikare rivalitet stimulans, är allt som behövs för att presentera varje öga med en annan bild på den upplevda samma plats. Det finns flera sätt att göra detta, men nykomlingar på fältet är ofta osäker på vilken metod som bäst skulle passa deras specifika behov. Syftet med denna artikel är att beskriva ett antal billiga och enkla sätt att skapa och använda kikare rivalitet. Vi detalj metoder som inte kräver dyr specialutrustning och beskriver varje metods fördelar och nackdelar. De beskrivna metoderna inkluderar användning av röd-blå glasögon, stereoscopes spegel och glasögon prisma.

Protocol

(1) Inledning: Vad är kikare rivalitet?

Normalt ser alla våra ögon en något annorlunda bild. Vår hjärna kombinerar den information den får från ögonen för att skapa ett enda sammanhängande, tredimensionell representation av den visuella scenen. Men vad skulle hända om varje öga artificiellt presenteras med en oförsonlig annan bild på motsvarande retinala platser? Vilka medvetna perceptuella erfarenheter skulle en sådan stimulering framkalla? Många människor har intuition är att hjärnan fortfarande skulle försöka smälta samman två bilder. Detta är dock inte vad som händer. Vad som egentligen framkommer är ett mönster av perceptuell växlingen, där varje öga image dominerar medvetna uppfattningen under en viss period medan den andra bilden är undertryckt, och perioder av dominans och förtryck vända regelbundet, med endast korta perioder av blandad uppfattning. Detta kallas kikare rivalitet.

Kikare rivalitet anses vara en användbar metod för att undersöka de processer som ligger bakom perceptuella urval och visuella medvetenhet, lika stabil ingång (samma bilder som visas hela tiden varje öga) leder till omväxlande medvetna percepts 1,2. Således kan kikare rivalitet användas för att undersöka sådana frågor som:

  1. Den locus medvetenhet: i vilka skeden inom visuell bearbetning hierarkin göra neurala händelser korrelerar med medveten upplevelse?
  2. Perceptuell valet: Hur hjärnan löser konkurrensen mellan stimuli och välja vilken du vill sätta i medvetandet?
  3. Omedvetna bearbetning: Vilka delar av en bild som avskaffas från och medvetenhet kan ändå behandlas, och hur kan en sådan behandling påverka beteendet?

Dessa frågor står i fokus för mycket pågående forskning.
Det finns flera enkla metoder för att skapa en kikare rivalitet skärm, men många nykomlingar till området är osäker på hur man väljer och använder den metod som passar bäst för deras behov. I denna artikel redogör vi för några av de mest populära metoderna för att göra kikare rivalitet bildskärmar, inklusive varje metod har fördelar och brister. Vi beskriver också några viktiga aspekter när du skapar och använder en kikare rivalitet stimulans.

(2) Skapa en kikare rivalitet display

Skapa en kikare rivalitet display är enkel. Alla metoder som presenterar helt olika bilder till motsvarande platser i de två näthinnor kommer att leda till rivalitet.

  1. Att upprätthålla stabila konvergens: Innan vi går in specifika metoder för att skapa rivalitet, är det viktigt att notera frågan om stabila konvergens, vilket är en viktig faktor i alla de metoder som kommer att beskrivas.
    Normalt våra ögon sväng (se konvergens rörelser) på ett sätt som gör samma fixerade bild faller på varje fovea. Beror emellertid framgångsrika konvergens på varje öga att se samma saker. Om varje öga presenteras med en helt annan bild, kommer konvergens rubbas, eftersom hjärnan inte får tillräckligt med information för att fatta beslut om rätt konvergens vinkel. Detta kan störa kikare rivalitet, som de två bilderna inte får falla på motsvarande näthinnan platser. Därför, förutom att de olika bilderna ska visas innehålla element som är identiska för båda ögonen. Detta gör att ögonen att upprätthålla stabila blick trots att skillnaden mellan de rivaliserande delar av bilderna.
    1. Vanligtvis konvergens-stabiliserande identiska inslag är en fixering punkt i mitten av rivaliserande bilder och en ram runt bilderna, ramen kan vara enhetlig (Figur 1A) eller texturerat (Figur 1B, vissa anser att en strukturerad ram mer kraftfull för att förebygga icke-vergent ögonrörelser). Ramen kan ha någon form så länge det är identisk i båda ögonen.
    2. Okorrelerade horisontella ögonrörelser är mer benägna än vertikala sådana. Därför kan en strukturerad bar på vardera sidan av varje bild användas istället för en hel bild (Figur 1C, refs 3,4).
    3. Slutligen, i vissa studier en ram kan vara önskvärt (till exempel om experimentet kräver att stimuli visas på en enhetlig bakgrund). I sådana fall är det möjligt att använda NONIUS linjer (linjer som mitt på bilden från flera håll) och / eller en bild som visas längre ut från stimulans, såsom darttavla ringar (figur 1D, ref 5).

      Figur 1
      Figur 1: Exempel på kikare rivalitet skärmar med olika typer av identiska element öka stabilt konvergens. I alla paneler, är det vänstra ögat presenteras med en vertikal galler och det högra ögat med en horisontell en. De olika typer av identiska element är: (A) Fixering prick och fast ram. En tidslinje som föreställer alternatitillägg av den medvetna percept visas också, (B) Fixering prick och texturerade ram, (c) Fixering prick och texturerat barer, för att minska icke-vergent horisontella ögonrörelser, (d) Fixering prick NONIUS linjer och darttavla ringen.

  2. Metoder för att framkalla kikare rivalitet: Det finns flera populära metoder för att skapa en kikare rivalitet display. Här kommer vi att granska tre billiga och enkla alternativ: Använda färg glasögon, en spegel stereoskopet, och glasögon prisma.
    1. Röd-blå glasögon: Detta är en populär metod, föredras av många forskare att det är den enklaste och billigaste att genomföra. Allt man behöver är ett par röd-blå cellofan glasögon, finns på de flesta leksaksaffärer (förklaringen här kommer att ta användning av röd-blå glasögon, men även andra färgkombinationer, såsom röd-grön, kan också användas).
      1. Det mesta av arbetet med att använda denna metod går till stimulans beredning. Det är inte nödvändigt att presentera stimuli på en datorskärm (några kikare rivalitet studier har använt bilder tryckta på kartong monterade papper), men det brukar mest okomplicerade att presentera bilderna på en bildskärm. Förbered en bild som visas enbart på bildskärmen blå pistol (eller skrivarens blå patron, om stimuli är tryckta på papper) och en annan som visas, på samma plats på skärmen, enbart genom den röda pistolen (eller röd skrivare patron, t.ex., ref 7). Varje objektiv kommer att passera en av bilderna, så de två olika bilder kommer att falla på motsvarande retinal platser i två ögon och börjar att konkurrera med varandra (Figur 2).

        Figur 2
        Figur 2: Röd-blå goggle display. Bilden består av en röd-bara bilden av ett ansikte och en blå-bara bilden av ett hus. När betraktas genom röd-blå glasögon, representerade här schematiskt, bör de två bilderna delta i rivalitet.

      2. Observera att de två bilderna ska innehålla samma information - till exempel en ram och fixering kors - som trots att de stimuli fysiskt överlappande måste stabila konvergens (se ovan) fortfarande garanteras. Dessa identiska element ska vara i en färg som både linser släpper igenom, såsom svart.
      3. De främsta fördelarna och nackdelarna med att använda röd-blå glasögon.
        Fördelar:
        1. Utrustningen är mycket billig, och stimuli är mycket lätt att förbereda.
        2. Röd-blå glasögon kan enkelt användas med alla neuroradiologiska metoder, inklusive MRI.
        3. Röd-blå glasögon kräver inte huvudet stabilisering eller individuell justering av visning anordning för varje observatör.
        Nackdelar:
        1. Varje bild får bara innehålla nyanser av en enda färg-no kromatiska (färgglada) stimuli.
        2. Linserna är inte perfekta (även betydligt dyrare än leksaks-butiken linser skulle fortfarande lite överlappning i våglängder av ljus de släpper igenom), och därför kommer det alltid att finnas åtminstone någon "genomblödning" - varje öga kommer att se några av det andra ögat image. Detta skapar ett problem för att hävda att undertryckta bilden var helt osynliga.
        3. Röd-blå glasögon fungerar inte bra med de flesta aktuella öga-trackers.
    2. Spegel stereoskopet: Speglar kan enkelt ställas in för att leverera en annan bild till varje betraktarens ögon.
      1. Stimuli: Förbered två olika bilder som har någon identiska element (för att upprätthålla stabila konvergens, enligt ovan). Som med röd-blå glasögon, stimuli så inte måste presenteras på en datorskärm, men presenterar bilder sida vid sida på en bildskärm är oftast den enklaste metoden.
      2. En spegel stereoskopet består av fyra backspeglar (Figur 3A). Det är möjligt att köpa ett kommersiellt producerade stereoskop. Det är också lätt att bygga en stereoskop. För att göra detta läge två speglar så att var och en är nära ena ögat och i 45 ° vinkel mot det ögat linje tittartidsandel (använd en chin-vila för att stabilisera läget i betraktarens huvud). Lägg en annan spegel på vardera sidan av varje av de första två speglar, som vetter mot stimuli i 45 ° vinkel (Figur 3B). Detta arrangemang kommer att göra varje bild faller på en motsvarande plats i varje öga. De olika bilderna ska nu rivaliserande varandra.
      3. Varje betraktarens ögon är lite annorlunda, så när placera en observatör framför displayen, kan det vara nödvändigt att justera speglar "vinklar för att åstadkomma stabila konvergens. Även om de flesta spegel stereoscopes fungerar bra när speglarna är fasta, är det möjligt att förbättra justerbarhet till varje betraktarens ögon genom att låta speglar för att rotera end / eller glida fram och tillbaka (blå pilar i figur 3B).

        Figur 3
        Figur 3: Spegel stereoskop. (A) En observatör tittar genom en kommersiellt tillgänglig spegel stereoskop. (B) En schematisk bild av en spegel stereoskop. Heldragna linjer representerar speglar. Streckade linjerna representerar raden av vision, och blå pilar representerar eventuella justeringar till antingen plats (raka pilar) och vinkel (böjda pilar) av speglar. Varje typ av pil visas endast på ena sidan för enkelhet, men samma justeringar kan göras på båda sidor.

      4. När du använder en spegel stereoskopet är det viktigt att se till att varje öga bara kan se på bilden är det tänkt att, och att denna bild är bara sett på den plats där den konkurrerar med andra bilden. Men i många fall varje öga kommer också att ha ett synfält till den andra bilden (Figur 4A). Att blockera denna oönskade synfält, placera en avdelare (till exempel en bit kartong) som sträcker sig från stereoskopet är mittlinjen, mellan betraktarens ögon, mot mitten av skärmen på ett sådant sätt att det blockerar raden av visionen att det andra ögat är stimulus (Figur 4B). Skiljelinjen kan göras oavsett material, så länge det tjänar detta syfte. Men det är bättre att göra divider av matt material som blanka material reflekterar ljus som avges av bildskärmen och skapar bländning.

        Figur 4
        Figur 4: Blockering av synfält till den andra ögats stimulans. Varje öga kan ha en klar linje vision att den stimulans som är avsedda för det andra ögat. (A) tjocka svarta streckade linjerna representerar raden av visionen att varje öga är avsedd stimulans. Tunna grå streckade linjerna representerar synfält till den andra ögats stimulans. (B) synfält till den andra ögats stimulans kan blockeras med en avdelare (tjock heldragen linje).

      5. Ett ytterligare problem som kan uppstå är att varje öga kan se på bilden det är tänkt att se två gånger - en gång genom spegeln, och återigen direkt (Figur 5A). Detta kommer att orsaka ytterligare en bild av varje stimulus att visas bredvid den plats där rivalitet uppstår. För att undvika detta, justera förhållandet mellan bildens läge och betraktarens avstånd från skärmen (Figur 5B).

        Figur 5
        Figur 5: Att se varje öga bara har en enda rad av vision till sina stimulanspaket. (A) Förutom synfält som går igenom speglar (tjock svart streckad linje) kan varje öga har även en direkt linje av visionen att det är avsett impulser (tunna grå streckad linje), vilket gör att stimulansen att ses två gånger . (B) Detta problem kan undvikas genom att justera den relativa positionen för stereoskopet och placering av stimuli.

      6. För att göra ovanstående justeringar innan experimentet börjar förbereda en bild som visar endast de delar av skärmen som är identiska i både bilder och använda den för att ställa in stereoskopet upp för varje observatör innan du visar den rivalitet stimulans.
      7. De främsta fördelarna och nackdelarna med att använda spegel stereoscopes.
        Fördelar:
        1. Separata bilder möjliggöra användning av kromatisk (färgglada) stimuli.
        2. Bilderna är helt separata och kan inte "blöda in i" varandra ", till skillnad från med röd-blå glasögon.
        3. Stimulus Preparatet är snabbt och enkelt - alla två bilder presenteras sida vid sida kan rivaliserande varandra.
        4. Stereoscopes kan användas i kombination med eye-tracking.
        Nackdelar:
        1. Stereoscopes tillåter endast för presentation av ganska små stimuli, eftersom bara hälften av synfältet kan användas för att presentera varje bild, och behovet av att upprätthålla stabila konvergens gör det svårt att presentera stimuli subtending mer än ett par grader av visuell vinkel.
        2. Stereoscopes kan inte vara lätt att användas i en magnetkamera, eftersom detta skulle kräva alla delar av stereoskopet vara icke-magnetiska och installationen måste också införliva ytterligare lutning spegeln genom vilka stimuli som normalt visas i skannern. Spegel stereoscopes är också sannolikt att vara för stor för det trånga scannern miljö. Men stereoscopes är förenliga med andra metoder såsom EEG, MEG och NIRS.
        3. Stereoscopes kräver huvudet stabilisering och individuell justering för varje observatör.
    3. Prism glasögon: Detta är en variant av idén om det stereoskopet, med hjälp av glasögon där linserna är prismor istället för speglar. Som med en spegel stereoskopet, är bilder presenteras sida vid sida (vanligtvis på en bildskärm).
      1. Prismalinser kan Inköpföljer ofta önskemål från alla kommersiella optik leverantör, tillsammans med plastramar.
      2. Varje prismor böjer ljuset, vilket objekt som är åt sidan verkar vara rakt fram (Figur 6). Två sådana prismor, orienterade i motsatta riktningar, agera på samma sätt som en spegel stereoskopet skulle - de skapar en illusion av att två bilder som är i själva verket, fysiskt sida vid sida överlappar varandra i rummet 6.

        Figur 6
        Figur 6: Prism skyddsglasögon. Varje prisma linsen böjer ljuset, vilket stimuli som är fysiskt sida vid sida verkar vara i samma rumsliga plats. Observera att en avdelare krävs för att förhindra ytterligare rader vision.

      3. Observera att när du använder prisma glasögon, du fortfarande behöver använda en avdelare (se Figur 4) som vardera ögat kan se det andra ögat image. Men du behöver inte oroa dig för att justera avståndet och storleken på skärmen som du gör med en spegel stereoskopet (se figur 5), varje bild har bara ett synfält på varje öga.
      4. För-och nackdelar med prisma glasögon liknar spegel stereoscopes, med en stor skillnad: Det är lätt att använda prisma glasögon i en magnetkamera som glasögon och linser kan vara gjorda av plast och är mer kompakt än en spegel stereoskop.
        Fördelar:
        1. Separata bilder möjliggöra användning av kromatisk (färgglada) stimuli.
        2. Bilderna är helt separata och kan inte "blöda in i" varandra "(till skillnad från röd-blå glasögon).
        3. Stimulus Preparatet är snabbt och enkelt - alla två bilder presenteras sida vid sida kan rivaliserande varandra.
        4. Prism glasögon kan enkelt användas i en magnetkamera.
        5. Prism glasögon kan användas i kombination med eye-tracking (men eye-tracker kalibrering kan vara svårt på grund av snedvridning av elevens bilden genom objektivet).
        Nackdelar:
        1. Prism glasögon endast tillåter för presentation av ganska små stimuli, eftersom bara hälften av synfältet kan användas för att presentera varje bild, och behovet av att upprätthålla stabila konvergens gör det svårt att presentera stimuli subtending mer än ett par grader av visuell vinkel.
        2. För stora stimuli, eller stimuli presenterades långt från fixering, kan prisma presentation orsaka förvrängning.
        3. Prism glasögon kräver huvudet stabilisering.
    4. Ytterligare metoder som vi inte kommer att gå in i detalj här, kan kräva dyr specialutrustning. Dessa innefattar följande:
      1. Shutter glasögon: Dessa är LCD-glasögon där varje lins kan bli ogenomskinligt självständigt. Kikare rivalitet kan skapas genom att växla linsgrumling snabbt, i takt med växlande bilder på samma plats på skärmen.
      2. Visa glasögon: I dessa har varje okularet utrustad med en fristående skärm. Kikare rivalitet kan skapas genom att visa olika bilder på samma plats på varje skärm.

(3) representativa resultat A: Att tänka på för att skapa en kikare rivalitet display

Många av publikationerna inom detta område syftar till en publik som redan är mycket bekant med kikare rivalitet. Dessa papper brukar alltså inte gå in på vissa detaljer när det gäller upplevelsen av rivalitet. Detta kan vara missvisande för en nykomling. Därför, här kommer vi att tydligt beskriva några egenskaper hos rivalitet.

  1. Ofullständig dämpning: I vanliga rivalitet med bilder med ungefär lika stora däremot förtryck ofta inte helt komplett. Den undertryckta bild är ofta fortfarande något synligt.
    1. Styckevis rivalitet: Ofullständig dämpning kan uppstå, till exempel genom små fläckar av undertryckta bilden som dominerar, ett fenomen som kallas "lappverk rivalitet" (figur 7, ref 8) som tenderar att inträffa mer ju större rivaliserande bilderna, i sådana fall observatörer tenderar att rapportera dominans enligt vilken bild dominerande plåster lägga till upp till att omfatta ett större område. När detta är fallet, kan kriterierna för att förklara en bild dominerande varierar betydligt mellan observatörer. Det bästa sättet att undvika ett lappverk av rivalitet är att använda små stimuli (t.ex. subtending 1 ° av siktvinkeln eller mindre).

      Figur 7
      Figur 7: bit i taget rivalitet. I vissa fall kommer en av de stimuli som dominerar vissa delar av bilden medan den andra stimulans dominerar andra delar. Sådana styckevis rivalitet kan ske antingen som en övergång mellan perioder där en stimulus är helt dominerande, eller kontinuerligt med varken stimulans hantera att dominera helt.

    2. Minskad uppenbar kontrast: THan undertryckte bild också ibland rapporteras inte helt undertryckas utan endast att tycks ha minskad kontrast. Även om det finns hävdar att i en viss punkt i synfältet bara en bild kan vara dominerande 9, kan sådana frågor vara liten nog för en allmän känsla av att se en full, men "svagare" version av undertryckta bilden för att inträffa. För samma rivalitet displayen, kan minskas uppenbar skillnad uppstå för några observatörer, men inte för andra.
    3. Efterbilder: I vissa fall kan en efterbild av stimulans presenteras för undertryckta ögat bildas. För att undvika detta, använd en lupp mask i slutet av stimulus presentation. Alternativt, i fallet med galler stimuli, förhindra efterbild bildas genom att ändra fasen av galler (var ljusa och mörka linjer) i snabb takt, antingen slumpvis eller genom att ha galler flytta.
    4. Oberoende verifiering av fullständig suppression: Mot bakgrund av de föregående tre underavdelningar, är det lätt att se varför fullt osynlighet av undertryckta bilden inte kan antas. Om man vill rapportera att undertryckta stimuli var osynliga (till exempel när hävdar att omedvetna bearbetning har ägt rum), är det viktigt att verifiera att observatörer inte kunde se den undertryckta bilden. För att göra detta använder tvingade-val på frågor efter varje försök (dvs "vilken av dessa två bilder var just lagt fram?"), Att visa att svarsfrekvensen är på chans 3,4. Som ovan chans prestanda kan inträffa även i frånvaro av medvetenhet (t.ex., som i fenomenet blindsight, ref 10), bör ytterligare åtgärder såsom förtroende betyg 11 eller satsningar på noggrannheten 12 helst vara anställd.
  2. Säkerställa fullständig hämning: Om frågeställningen gäller hur en viss manipulering påverkar löptider av dominans och förtryck, då kikare rivalitet av den typ som hittills är mest lämplig. Men i stället för dominans och förtryck löptider är många forskare som är intresserade att undersöka om innehållet i undertryckta bilden kan behandlas. Som vi har sett är fullständig hämning svårt att se med vanlig kikare rivalitet. Därför att behandla frågeställningar om behandling av undertryckt bilden, en stark form av rivalitet, som kallas kontinuerlig blixt dämpning (CFS), som är lämpligast 13.
    1. För att skapa en CFS stimulans, en relativt låg kontrast (men synliga) bild till ena ögat, detta kommer att vara undertryckt bilden. Presentera en hög kontrast, snabbt föränderliga bild till det andra ögat, detta kommer att bli den dominerande CFS masken. För att vara maximalt effektiv bör CFS masken förändring i en takt på 10-20 Hz.
    2. CFS kan induceras med hjälp av alla de metoder för att skapa rivalitet som vi beskrivit ovan. När du använder en spegel stereoskopet eller skyddsglasögon prisma, CFS masker som består av många små färgglada inslag ("mondrians") är mycket effektiva (Figur 8). När du använder röd-blå glasögon, kan CFS masken bestå av många element (rektanglar, ellipser, linjer, prickar) som alla är samma färg 14.

      Figur 8
      Figur 8: Kontinuerlig blixt suppression (CFS). Ena ögat (här den rätta) visas en hög kontrast dynamiska stimulans. I detta exempel är detta stimulans en bild som består av rektanglar i olika färger (en "Mondrian", olika bilder av detta slag bör växla vid 10-20 Hz för att säkerställa förtryck). Det andra ögat presenteras med en bild med låg kontrast, som kan vara undertryckt under lång tid (flera minuter).

    3. CFS kan helt undertrycka den svagare bilden för en mycket lång tid (flera minuter). Notera att även då kan det undertryckta bilden ibland "bryta igenom", speciellt om det är en meningsfull bild som ett ansikte. Därför är det viktigt att justera kontrasten nivån på undertryckt bilden innan försöket börjar, för att maximera chanserna att fullständig hämning.
    4. Som beskrivs ovan (representativa resultat A: Ofullständig dämpning), för att möjliggöra slutsatser om omedvetna bearbetning av de undertryckta bilden i CFS, verifiera att observatörer är på chansen när frågade vad presenterades för undertryckta ögat.
  3. Erfarenhet av rivalitet växlingen: Mest publicerad forskning om rivaliteten rapporter endast dominans och förtryck löptider, vilket ger intrycket att växling mellan den dominerande och undertryckta bilden är omedelbara, allt-eller-inget evenemang. Men detta är inte fallet: växlingen är oftast gradvis och kan vara ganska långsam, vilket innebär att en hel del av tittartiden kan tas upp av "blandade" faser. Den specifika form av blandad faser varierar mellan observatörer och för olika stimuli. Följande är två vanliga former.
    1. En blandad fasen kan bestå av undertryckta bilden gradvis bli dominerande genom ett ökande antal dominerande fläckar (styckevisrivalitet, se representativa resultat A: Ofullständig dämpning) över stimulans.
    2. En blandad fas kan också ske genom en "våg" av dominans sveper över bilden. Att framkalla en sådan våg, införa en kontrast steg till en viss del av undertryckt bilden (Figur 9, ref 15).

      Figur 9
      Figur 9: Traveling vågor av dominans. När en av de två bilderna är undertryckt, öka kontrasten i en liten region orsaka en våg av dominans för att sprida ut från regionen. I ringformig bilder som de som visas här kommer dominans sprids som anges av de blå pilarna. Observera att när kontrasten steg har införts, har den inte förbli (kontrasten kan gå tillbaka till den ursprungliga, låg nivå) för den våg av dominans skall inledas.

(4) representativa resultat B: Varaktighet av dominans faser i kikare rivalitet

Kikare rivalitet växlingen uppträder slumpmässigt, oberoende varaktighet mellanrum. Detta innebär att längden på det senaste dominans intervallet inte förutse hur länge den nästa blir. Om dominans löptider är indelade i fack med en lika stor bredd (t.ex. 500 ms), ett histogram som visar hur många dominans löptider för varje inträffade längden tenderar att vara väl passa med en skev fördelning som kallas gamma funktion 8.

I allmänhet, effekterna av experimentella manipulationer på löptider i rivalitet tenderar att manifestera sig i form av de bäst passar gammafunktionen, vilket innebär att i varje tillstånd många olika dominans löptider kommer att inträffa, men sannolikheten för att dessa kan ändras av manipulation .

De specifika parametrarna för bästa passform gammafunktionen skiljer sig åt mellan olika observatörer för samma stimulus (Figur 10A) och mellan olika stimuli för samma observatör.

Faktorer som de två bilderna "lågnivå-funktioner är kända för att påverka den relativa varaktigheten av deras dominans och perioder undertryckandet 1. Till exempel, om de två bilderna skiljer sig däremot desto högre kontrast bild har i allmänhet längre dominans löptider, vilket leder till en som passar bäst gammafördelningen med en större median (Figur 10B). Effekten av en hög nivå kognitiva funktioner (till exempel uppmärksamhet på en av bilderna) på dominans löptider i rivaliteten är fortfarande kontroversiellt 16.

Det är möjligt att använda parametrarna för gammafunktionen som beroende variabler i ett experiment, men förhållandet mellan dessa parametrar och formen på fördelningen är inte lätt transparent. Därför är många forskare föredrar att använda ett mer tillgängligt centrala tendens åtgärd. Eftersom gammafördelningen kan vara mycket sned, är mediandurationen stället innebär ofta mer representativt av resultaten. Med hjälp av medianen av en icke-Gaussisk fördelning innebär också att om det inte finns ett stort antal datapunkter, bör de relevanta statistiska test vara icke-parametriska.


Figur 10
Figur 10: Gamma fördelningar av dominans löptider. Histogrammen representerar binned dominans behandlingslängd och kurvorna representerar den bäst passar gamma utdelning till varje färg data. Samma distributioner illustrerar två olika möjliga typer av mätningar: (a) två olika observatörer "dominans löptider som svar på samma stimuli, eller (b) Effekten av olika stimulansåtgärder funktioner på dominans löptider. I detta fall har den röd-inramade galler en högre kontrast, vilket leder till längre dominans löptider och därmed till en gammafördelningen med högre medianvärde.

Discussion

Vi har beskrivit den typ av kikare rivalitet, flera metoder för att skapa det, och vilka överväganden måste tas i beaktande när den används. Som beskrivs i inledningen, gör lämplig användning av kikare rivalitet det möjligt att experimentellt ta itu med frågor om locus (eller loci) medvetenhet, perceptuella urval och omedvetna bearbetning. Att utföra sådana undersökningar på rätt sätt, dock måste man vara medveten om frågor som vikten av att upprätthålla stabila konvergens, och om att undersöka omedvetna bearbetning, nödvändigheten av att använda skärmar som kan ge fullständig hämning.

När man väljer vilken metod som ska användas för att skapa rivalitet, är det viktigt att ta hänsyn till de fördelar och nackdelar med varje metod. Det är ingen idé, till exempel i att använda röd-blå glasögon om man är intresserad av att använda flera färger stimuli, men å andra sidan är denna metod förmodligen den enklaste att använda i en magnetkamera. Likaså är en spegel stereoskopet ett mycket tillförlitligt sätt att säkerställa att separata bilder faller på motsvarande näthinnan platser, men de individuella anpassningar som krävs för varje observatör och de tekniska svårigheterna i att sätta en stereoskopet i en magnetkamera kan göra den här metoden mindre attraktiv för vissa studier.

Slutligen är det viktigt att vara medveten om de egenskaper erfarenhet av kikare rivalitet för att använda lämplig beroende åtgärder. När frågeställningen gäller omedveten bearbetning, oberoende kontroll av att deltagarna verkligen var omedvetna om de undertryckta bilden är viktigt. När man är intresserad av hur en experimentell manipulation påverkar dominans och förtryck löptider, kan det vara upplysande att granska (gamma-formad) fördelning av löptider snarare än bara en central tendens sådan åtgärd som medel-eller medianvärden, och det kan vara viktigt att utröna om observatörerna upplevt skarpa eller gradvis (isolerade eller vågliknande) övergångar av dominans.

Vi hoppas att forskare som är intresserade av att anställa denna fascinerande fenomen kommer att finna denna introduktion till hjälp.

Disclosures

Inga intressekonflikter deklareras.

Acknowledgments

Författarna stöds av en internationell Brain Research Foundation postdoktorsstipendium (DC), doktorandutbildning bevilja T90 DA 022.763 (MA), och NIH bevilja R01-EY017699 och NSF bevilja BCS-0.633.281 (SK). Författarna är tacksamma till Randolph Blake för värdefulla kommentarer.

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).

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

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Usage Statistics