Wie Erstellen und Verwenden von Binocular Rivalry

Neuroscience
 

Summary

Fernglas Rivalität tritt auf, wenn die Augen mit verschiedenen Bildern an der gleichen Stelle vorgestellt werden: ein Bild dominiert, während die andere unterdrückt, und die Dominanz wechselt regelmäßig. Rivalität ist nützlich für die Untersuchung von Wahrnehmungs-Auswahl und visuelle Wahrnehmung. Hier beschreiben wir einige einfache Methoden für die Erstellung und Verwendung binokularer Rivalität Reize.

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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

Jeder von unseren Augen normalerweise sieht ein leicht unterschiedliches Bild von der Welt um uns herum. Das Gehirn kann diese zwei Bilder in einem einzigen kohärenten Darstellung zu verbinden. Allerdings, wenn die Augen mit Bildern, die so unterschiedlich voneinander dargestellt werden, geschieht eine interessante Sache: Anstatt Verschmelzung der beiden Bilder in einer kombinierten bewusste Wahrnehmung, was durchsickert, ist ein Muster von Wahrnehmungs-Wechsel, wo ein Bild dominiert das Bewusstsein, während die anderen unterdrückt; Dominanz wechselt zwischen den beiden Bildern, in der Regel alle paar Sekunden. Das Wahrnehmungs-Phänomen ist als binokulare Rivalität bekannt. Fernglas Rivalität wird als nützlich für die Untersuchung der Wahrnehmung und Bewusstsein Auswahl in menschlichen und tierischen Modellen, weil unveränderliche visuellen Input für jedes Auge führt zu Wechsel in der visuellen Wahrnehmung und der Wahrnehmung. So erstellen Sie eine binokulare Rivalität Reiz, ist alles, was notwendig ist, um jedes Auge ein anderes Bild an derselben wahrgenommen Lage. Es gibt mehrere Möglichkeiten, dies zu tun, aber Neulinge auf dem Gebiet sind oft unsicher, welche Methode sich am besten für ihre spezifischen Bedürfnisse. Der Zweck dieses Artikels ist es, eine Reihe von preiswerten und einfachen Möglichkeiten zur Erstellung und Verwendung binokularer Rivalität zu beschreiben. Wir Detail Methoden, die keine teure Spezialausrüstung und beschreiben die einzelnen Methoden der Vor-und Nachteile. Die beschriebenen Methoden zählen die Verwendung von rot-blau Brille, Spiegel Stereoskope und Prismenbrille.

Protocol

(1) Einführung: Was ist binokulare Rivalität?

Normalerweise sieht jedes unserer Augen ein leicht unterschiedliches Bild. Unser Gehirn kombiniert die Informationen, die er aus den Augen zu einer einheitlichen, dreidimensionale Darstellung der visuellen Szene zu schaffen. Aber was würde passieren, wenn jedes Auge wurden künstlich mit einer unversöhnlich anderes Bild auf der Netzhaut entsprechenden Standorten vorgestellt? Was bewusste Wahrnehmung Erfahrung würde eine solche Stimulation hervorrufen? Viele Menschen die Intuition ist, dass das Gehirn würde immer noch versuchen, die beiden Bilder zu verschmelzen. Dies ist jedoch nicht, was passiert. Was ist eigentlich durchsickert, ist ein Muster von Wahrnehmungs-Wechsel, bei dem jedes Auge das Bild bewusste Wahrnehmung für eine bestimmte Zeit dominiert, während das andere Bild unterdrückt wird, und Zeiten der Dominanz und Unterdrückung reverse periodisch, mit nur kurzen Perioden von gemischten Wahrnehmung. Dies wird als binokulare Rivalität bekannt.

Fernglas Rivalität gilt als eine nützliche Methode zur Untersuchung der zugrunde liegenden Prozesse der Wahrnehmung Auswahl und visuelle Wahrnehmung, wie stabil Eingang (die gleichen Bilder ständig auf jedes Auge dargestellt) führt zu wechselnden bewusste Wahrnehmungen 1,2. So können binokulare Rivalität verwendet werden, um solche Fragen wie zu untersuchen:

  1. Der Ort des Bewusstseins: In welchen Phasen innerhalb der visuellen Verarbeitung Hierarchie zu tun neuronalen Ereignisse korrelieren mit bewussten Erfahrung?
  2. Perceptual Auswahl: Wie funktioniert das Gehirn zu lösen Wettbewerb zwischen Reizen und wählen, welche in das Bewusstsein zu bringen?
  3. Unbewusste Verarbeitung: Welche Aspekte eines Bildes, das aus dem Bewusstsein verdrängt wird, kann dennoch verarbeitet werden und wie können diese Verarbeitung beeinflussen das Verhalten?

Diese Fragen stehen im Mittelpunkt vieler aktueller Forschung.
Es gibt einige einfache Methoden für die Erstellung einer binokulare Rivalität Display, aber viele Neulinge auf dem Gebiet sind unsicher, wie die Auswahl und Verwendung der Methode, die am besten geeignete, um ihre Bedürfnisse. In diesem Artikel erläutern wir einige der beliebtesten Methoden zur Herstellung von binokularen Rivalität zeigt, wie jede Methode der Vor-und Nachteile. Wir beschreiben auch einige wichtige Überlegungen bei der Erstellung und Verwendung eines binokularen Rivalität Reiz.

(2) Erstellen einer binokulare Rivalität Display

Erstellen einer binokulare Rivalität Display ist einfach. Jede Methode, die völlig unterschiedliche Bilder präsentiert entsprechenden Stellen der beiden Netzhäute wird die Rivalität führen.

  1. Die Aufrechterhaltung stabiler Konvergenz: Bevor wir spezifische Methoden für die Erstellung von Rivalität, ist es wichtig, das Problem der stabilen Konvergenz, die ein wichtiger Gesichtspunkt bei allen Methoden, die beschrieben werden ist beachten.
    Normalerweise wenden unsere Augen (make Konvergenz Bewegungen) in einer Weise, die die gleiche fixierte Bild fallen auf jeder Fovea macht. Allerdings hängt die erfolgreiche Konvergenz auf jedem Auge sehen die gleichen Dinge. Wenn jedes Auge mit einem ganz anderen Bild präsentiert wird, wird Konvergenz unterbrochen werden, da das Gehirn nicht genügend Informationen, um auf die richtige Vergenzwinkel entscheiden. Dies kann stören binokularen Rivalität, wie die beiden Bilder können nicht auf entsprechende Netzhaut Standorten fallen. Daher wird zusätzlich zu den verschiedenen Bildern, sollte die Anzeige Elemente enthalten, die für beide Augen. Dies ermöglicht den Augen zu stabilen Blick halten trotz der Unterschied zwischen den rivalisierenden Elemente der Bilder.
    1. In der Regel gehören Konvergenz-stabilisierenden identische Elemente einen Fixationspunkt in der Mitte der rivalisierenden Bilder und einen Rahmen um die Bilder, der Rahmen kann entweder einheitlich (Abbildung 1A) oder strukturiert (Abbildung 1B werden; einige halten einen strukturierten Rahmen stärker bei der Prävention Nicht-konvergente Augenbewegungen). Der Rahmen kann jede beliebige Form, solange sie in beiden Augen ist zu haben.
    2. Unkorrelierte horizontalen Augenbewegungen sind häufiger als Vertikalen. Daher kann eine strukturierte bar auf beiden Seiten jedes Bild anstelle eines Full-Frame-(; refs 3,4 1C) eingesetzt werden.
    3. Schließlich wird in einigen Studien ein Rahmen unerwünscht sein kann (zum Beispiel, wenn das Experiment erfordert, dass Reize erscheinen auf einem einheitlichen Hintergrund). In solchen Fällen ist es möglich, Nonius (Linien, die Mitte auf das Bild aus mehreren Richtungen) und / oder ein Bild, das weitere wird aus dem Stimulus, wie Dartscheibe Ringe (Abbildung 1D; ref 5) verwenden.

      Abbildung 1
      Abbildung 1: Beispiele für binokulare Rivalität Displays mit verschiedenen Arten von identischen Elementen Verbesserung stabile Konvergenz. In allen Panels, ist das linke Auge mit einem vertikalen Gitter und das rechte Auge mit einer horizontalen vorgestellt. Die verschiedenen Arten der gleichen Elemente enthalten: (A) Fixation Punkt und stabiler Rahmen. Eine Zeitleiste der Darstellung der Alternaons der bewussten Wahrnehmung wird auch gezeigt, (B) Fixierung dot und texturierte Rahmen; (C) Fixation dot und texturierte Bars, auf nicht-konvergenten horizontalen Augenbewegungen zu verringern; (D) Fixation dot, Nonius Linien und Dartscheibe Ring.

  2. Methoden zur Induktion binokulare Rivalität: Es gibt mehrere populäre Methoden für die Erstellung einer binokulare Rivalität anzuzeigen. Hier werden wir überprüfen drei kostengünstige und einfache Möglichkeiten: Mit Farbe Schutzbrille, ein Spiegel-Stereoskop und Prismenbrille.
    1. Rot-blaue Brille: Dies ist eine beliebte Methode, die von vielen Forschern bevorzugt, weil es die einfachste und billigste zu implementieren ist. Alles, was man braucht, ist ein Paar rot-blaue Brille Zellophan, in den meisten Spielwarenläden (die Erklärung hier wird die Verwendung von rot-blau Brille zu übernehmen, obwohl auch andere Farbkombinationen, wie Rot-Grün, können ebenfalls verwendet werden).
      1. Der Großteil der Arbeit in diesem Verfahren beteiligt geht in Stimulus Vorbereitung. Es ist nicht wichtig, die Reize auf einem Computer-Bildschirm (einige binokularen Rivalität Studien haben Bilder auf Karton montiert Papier verwendet wird) vorhanden, aber es ist in der Regel am einfachsten, die Bilder auf einem Monitor zu präsentieren. Bereiten Sie ein Bild, das allein durch die Monitor-blau-Pistole (oder der Drucker ist blau Patrone, wenn die Reize auf Papier gedruckt werden) und andere, die angezeigt wird, an der gleichen Stelle auf dem Bildschirm, allein durch die rot-Pistole (oder rot-Drucker angezeigt wird Patrone, zB, ref 7). Jede der Linsen wird nur eine der beiden neuen Bilder, so die beiden unterschiedlichen Bilder werden auf entsprechenden retinalen Standorten in den beiden Augen fallen und beginnen, miteinander rivalisierende (Abbildung 2).

        Abbildung 2
        Abbildung 2: Rot-blaue Brille anzuzeigen. Das Bild besteht aus einem rot-nur Bild ein Gesicht und eine Nur-Blau Bild von einem Haus. Wenn durch rot-blau Brille betrachtet, vertreten hier schematisch die beiden Bilder sollten in Rivalität zu engagieren.

      2. Beachten Sie, dass die beiden Bilder sollten identische Informationen enthalten - zum Beispiel ein Frame und Fixierung Kreuz - wie trotz der Tatsache, dass die Reize sind physikalisch überlappenden, stabile Konvergenz (siehe oben) muss noch sichergestellt werden. Diese identischen Elemente sollten in einer Farbe sein, dass beide Objektive durch zu lassen, wie Schwarz.
      3. Die wichtigsten Vor-und Nachteile der Verwendung von rot-blau Brille.
        Vorteile:
        1. Die Ausstattung ist sehr preiswert, und Reize sind sehr einfach zu zubereiten.
        2. Rot-blaue Brille kann problemlos mit allen bildgebenden Verfahren, einschließlich MRT eingesetzt werden.
        3. Rot-blaue Brille benötigen keinen Kopf Stabilisierung oder individuelle Anpassung der Anzeige-Gerät für jeden Betrachter.
        Nachteile:
        1. Jedes Bild kann nur Nuancen einer einzigen Farbe-no chromatischen (bunten) Reize.
        2. Die Linsen sind nicht perfekt (noch viel teureren als Spielzeug-store Linsen würde immer noch leicht in den Wellenlängen des Lichts sie durchzulassen Überlappung), daher wird es immer zumindest einige "Durchschlagen" werden - jedes Auge wird etwas sehen, des anderen Auges das Bild. Das schafft ein Problem für die Behauptung, die unterdrückt Bild völlig unsichtbar war.
        3. Rot-blaue Brille nicht gut funktionieren mit den meisten aktuellen Eye-Tracker.
    2. Spiegel-Stereoskop: Spiegel können einfach eingerichtet werden, um ein anderes Bild zu jedem der die Augen des Betrachters zu liefern.
      1. Stimuli: Bereiten Sie zwei unterschiedliche Bilder, die einige identische Elemente (für die Aufrechterhaltung stabiler Konvergenz, wie oben erläutert) haben. Wie bei rot-blau Brille, Reize so nicht auf einem Computer-Bildschirm dargestellt werden, sondern präsentiert die Bilder nebeneinander auf einem Monitor ist in der Regel die einfachste Methode.
      2. Ein Spiegel-Stereoskop besteht aus vier Spiegeln (Abbildung 3A). Es ist möglich, ein kommerziell hergestelltes Stereoskop zu kaufen. Es ist auch leicht zu einem Stereoskop zu konstruieren. Dazu Position zwei Spiegel, so dass jeder in der Nähe ein Auge und ist eine 45 °-Winkel zu diesem Auge die Linie der Betrachtung (verwenden Sie einen Kinn-Rest an den Standort des Betrachters den Kopf zu stabilisieren). Legen Sie einen weiteren Spiegel auf beiden Seiten jeweils die ersten zwei Spiegeln, mit Blick auf die Reize in einem 45 ° Winkel (Abbildung 3B). Diese Anordnung wird jedes Bild Sturz auf einer entsprechenden Stelle in jedes Auge. Das ungleiche Bilder sollten jetzt rivalisieren miteinander.
      3. Jeder Beobachter die Augen sind ein wenig anders, so bei der Platzierung eines Beobachters vor dem Display, kann es notwendig sein, um die Spiegel 'Winkel einzustellen, um stabile Konvergenz zu erreichen. Obwohl die meisten Spiegel Stereoskope gut funktionieren, wenn die Spiegel befestigt sind, ist es möglich, Anpassbarkeit an jeden Betrachter in die Augen, indem sie die Spiegel eine Drehung zu verbessernd / oder Dia hin und her (blaue Pfeile in Abbildung 3B).

        Abbildung 3
        Abbildung 3: Mirror Stereoskop. (A) Ein Beobachter Blick durch ein im Handel erhältliches Spiegel-Stereoskop. (B) eine schematische Darstellung eines Spiegel-Stereoskop. Die durchgezogenen Linien repräsentieren Spiegel. Die gestrichelten Linien repräsentieren Blickrichtung und blauen Pfeile stellen mögliche Anpassungen an den Standort (gerade Pfeile) oder Winkel (gebogene Pfeile) der Spiegel auch nicht. Jede Art von Pfeil ist nur auf einer Seite der Einfachheit halber gezeigt, aber die gleichen Einstellungen können auf beiden Seiten vorgenommen werden.

      4. Bei Verwendung eines Spiegel-Stereoskop, ist es wichtig, sicherzustellen, dass jedes Auge nur das Bild sehen es soll, und dass dieses Bild nur an der Stelle, wo es Konkurrenz der anderen Bild zu sehen. Doch in vielen Fällen jedes Auge wird auch eine Blickrichtung auf die andere Bild (Abbildung 4A). So sperren Sie diese unerwünschten Blickrichtung, statt einem Teiler (z. B. ein Blatt aus Pappe), die sich aus dem Stereoskop ist Mittellinie zwischen die Augen des Betrachters, in Richtung der Mitte des Displays in einer Weise, dass sie die Blickrichtung Block das andere Auge ist Stimulus (Abbildung 4B). Der Teiler kann aus jedem Material hergestellt werden, solange sie diesem Zweck dient. Allerdings ist es vorzuziehen, den Teiler machen aus mattem Material, wie glänzende Material wird Licht durch den Monitor ausgegeben zu reflektieren und schaffen Blendung.

        Abbildung 4
        Abbildung 4: Blockieren die Blickrichtung auf das andere Auge ist Reiz. Jedes Auge kann eine klare Blickrichtung auf den Reiz für das andere Auge bestimmt. (A) Dicke schwarze gestrichelte Linien stellen die Blickrichtung für jedes Auge die beabsichtigte Reiz. Dünne graue gepunktete Linien stellen die Blickrichtung auf das andere Auge ist Reiz. (B) Die Blickrichtung auf das andere Auge ist Stimulus kann mit einem Teiler (dicke durchgezogene Linie) gesperrt werden.

      5. Ein weiteres Problem, die auftreten können ist, dass jedes Auge das Bild möglicherweise sehen, dass es angeblich zweimal zu sehen - einmal durch den Spiegel, und noch einmal direkt (Abbildung 5A). Dies führt dazu, ein weiteres Bild von jedem Stimulus erscheinen neben dem Ort, an dem Wettstreit tritt. Um dies zu vermeiden, stellen Sie die Beziehung zwischen dem Bild der Lage und des Betrachters zum Bildschirm (Abbildung 5B).

        Abbildung 5
        Abbildung 5: Sicherstellen, dass jedes Auge nur eine einzige Blickrichtung auf seine Anregung. (A) neben der Linie der Vision, die durch die Spiegel (dicke schwarze gepunktete Linie) geht, kann jedes Auge haben auch eine direkte Sichtlinie zu der beabsichtigten Reiz (dünne graue gepunktete Linie), so dass der Reiz auf das Doppelte zu sehen . (B) Dieses Problem kann durch Einstellen der relativen Position der Stereoskop und Platzierung von Stimuli vermieden werden.

      6. Um die oben genannten Anpassungen vornehmen, bevor das Experiment beginnt, bereiten ein Bild zeigt nur die Teile des Displays, die identisch sind in beiden Bildern, und es verwenden, um das Stereoskop Einrichtung für jeden Beobachter vor der Anzeige die Rivalität Reiz.
      7. Die wichtigsten Vor-und Nachteile der Verwendung von Spiegel Stereoskope.
        Vorteile:
        1. Separate Bilder ermöglichen den Einsatz der chromatischen (bunten) Reize.
        2. Die Bilder sind völlig getrennt und können nicht miteinander '' In bluten ", im Gegensatz zum rot-blauen Brillen.
        3. Stimulus Zubereitung ist leicht und einfach - keine zwei Bilder präsentiert side-by-side können miteinander konkurrieren.
        4. Stereoskope kann in Kombination mit Eye-Tracking verwendet werden.
        Nachteile:
        1. Stereoskope erlauben nur für die Präsentation von kleineren Stimuli, wie nur die Hälfte des Gesichtsfeldes kann verwendet werden, um jedes Bild zu präsentieren, und der Notwendigkeit, stabile Konvergenz zu halten macht es schwer zu präsentieren Reize Subtending mehr als ein paar Grad Blickwinkel.
        2. Stereoskope kann nicht einfach in einem MRT-Scanner verwendet werden, da dies alle Elemente des Stereoskop zu nicht-magnetischen erfordern, und das Setup müsste auch die zusätzliche Neigung des Spiegels, durch die Reize der Regel in den Scanner angesehen zu integrieren. Spiegel Stereoskope sind wahrscheinlich auch zu groß für den engen Scanner Umwelt. Allerdings sind Stereoskope kompatibel mit anderen Methoden wie EEG, MEG und NIRS.
        3. Stereoskope erfordern Kopf Stabilisierung und individuelle Anpassung für jeden Betrachter.
    3. Prismenbrille: Dies ist eine Variation auf die Idee, das Stereoskop, mit Brille, in denen die Linsen Prismen statt Spiegeln. Wie bei einem Spiegel-Stereoskop, werden die Bilder nebeneinander (in der Regel auf einem Monitor) dargestellt.
      1. Prism-Objektive können purch werdenasierend von jedem kommerziellen Optik Lieferanten, zusammen mit Kunststoffrahmen.
      2. Jeder der Prismen krümmt das Licht, so dass Objekte, die an der Seite sind offenbar geradeaus werden (Abbildung 6). Zwei solche Prismen, orientiert in entgegengesetzte Richtungen, in der gleichen Weise wie ein Spiegel-Stereoskop handeln würde - sie schaffen die Illusion, dass zwei Bilder, die sind in der Tat körperlich nebeneinander überschneiden sich in Raum 6.

        Abbildung 6
        Abbildung 6: Prism Schutzbrille. Jeder Prismenlinse krümmt das Licht, so dass Reize, die physikalisch side-by-side zu erscheinen, um in die gleiche räumliche Lage. Beachten Sie, dass ein Teiler erforderlich ist, um zusätzliche Zeilen des Sehvermögens verhindern.

      3. Beachten Sie, dass bei der Verwendung von Prismenbrille, müssen Sie noch einen Teiler zu verwenden (siehe Abbildung 4) als jedes Auge das andere Auge das Bild sehen können. Allerdings müssen Sie sich keine Sorgen über die Anpassung der Abstand und die Größe der Anzeige, wie Sie es mit einem Spiegel-Stereoskop (siehe Abbildung 5), jedes Bild hat nur eine Blickrichtung auf jedes Auge.
      4. Die Vor-und Nachteile der Prismenbrille sind vergleichbar mit denen der Spiegel Stereoskope, mit einem großen Unterschied: Es ist leicht zu Prismenbrille in einer MRT-Scanner zu verwenden, wie die Brille und Linsen aus Kunststoff hergestellt werden können und sind kompakter als ein Spiegel-Stereoskop.
        Vorteile:
        1. Separate Bilder ermöglichen den Einsatz der chromatischen (bunten) Reize.
        2. Die Bilder sind völlig getrennt und können nicht miteinander "(im Gegensatz zu rot-blauen Brillen) 'in bluten".
        3. Stimulus Zubereitung ist leicht und einfach - keine zwei Bilder präsentiert side-by-side können miteinander konkurrieren.
        4. Prismenbrille kann leicht in einem MRT-Scanner verwendet werden.
        5. Prismenbrille kann in Kombination mit Eye-Tracking verwendet werden (obwohl Eye-Tracker-Kalibrierung kann schwierig sein, durch Verzerrung der Pupille das Bild durch die Linse).
        Nachteile:
        1. Prismenbrille nur für die Präsentation von kleineren Stimuli zu ermöglichen, da nur die Hälfte des Gesichtsfeldes verwendet werden, um jedes Bild zu präsentieren, und der Notwendigkeit, stabile Konvergenz zu halten macht es schwer zu präsentieren Reize Subtending mehr als ein paar Grad Blickwinkel.
        2. Für große Reize oder Stimuli weit von der Fixierung kann Prisma Präsentation verursachen Bildverzerrungen.
        3. Prism Schutzbrille erfordern Kopf Stabilisierung.
    4. Weitere Methoden, die wir nicht in gehen hier im Detail wird, können teure Spezialausrüstung. Dazu gehören die folgenden:
      1. Shutter Brille: Das sind LCD Brillen, in denen jede Linse undurchsichtig unabhängig. Fernglas Rivalität kann durch den Wechsel Linsentrübung schnell erstellt werden, in der Zeit mit wechselnden Bildern an der gleichen Stelle auf dem Monitor.
      2. Display-Brille: In dieser, jedes Okular ist mit einer unabhängigen Display ausgestattet. Fernglas Rivalität kann, indem verschiedene Bilder an der gleichen Stelle auf jedem Bildschirm erstellt werden.

(3) Repräsentative Ergebnisse A: Überlegungen zur Schaffung eines binokulare Rivalität Display

Viele der Publikationen in diesem Bereich sind an ein Publikum, das bereits bestens vertraut mit den binokularen Rivalität soll. Diese Papiere also eher nicht in bestimmte Details in Bezug auf die Erfahrung der Rivalität zu gehen. Dies kann irreführend sein, um einen Neuling. Daher werden wir hier explizit beschreiben einige Eigenschaften der Rivalität.

  1. Unvollständige Unterdrückung: In gewöhnlichen Rivalität mit Bildern mit etwa gleich ist dagegen die Unterdrückung oft nicht ganz vollständig. Die unterdrückten Bild ist oft noch etwas zu sehen.
    1. Schrittweise Rivalität: Unvollständige Unterdrückung auftreten können, zum Beispiel durch kleine Flecken der unterdrückten Bild dominant, ein Phänomen, das als "Stückwerk Rivalität" (Abbildung 7; ref 8) bekannt, die mehr auftreten, je größer die rivalisierenden Bilder sind tendenziell; in solchen Fällen neigen Beobachter Dominanz nach, welches Bild die dominante Patches addieren, um eine größere Fläche abdecken zu berichten. Wenn dies der Fall ist, können die Kriterien für die Erklärung ein Bild dominant sehr unterschiedlich über Beobachter. Der beste Weg, um Stückwerk zu vermeiden Rivalität ist es, kleine Reize (zB Subtending 1 ° Sehwinkel oder weniger) zu verwenden.

      Abbildung 7
      Abbildung 7: Schrittweise Rivalität. In einigen Fällen wird eine der Reize dominieren einige Teile des Bildes, während die anderen Reiz dominiert anderen Teilen. Die stückweise Rivalität kann entweder als Übergangsstadium zwischen Zeiten, in denen ein Stimulus ist vollständig dominant, oder kontinuierlich, wobei weder Reiz Verwaltung ganz zu beherrschen.

    2. Reduzierte scheinbaren Gegensatz: Ter unterdrückt Bild ist auch manchmal berichtet, nicht ganz unterdrückt werden, sondern nur zu erscheinen, um reduziertem Kontrast haben. Obwohl es behauptet, dass an jedem beliebigen Punkt im Gesichtsfeld nur ein Bild dominant sein 9 kann, können solche Punkte klein genug sein, für ein allgemeines Gefühl des Sehens eine vollständige, aber "schwächere" Version des Bildes unterdrückt auftreten. Aus dem gleichen Rivalität Display, kann reduziert scheinbare Kontrast für einige Beobachter aber nicht für andere auftreten.
    3. Nachbilder: In einigen Fällen, ein Nachbild der Reiz dargeboten, um das unterdrückte Auge gebildet werden kann. Um dies zu vermeiden, verwenden Sie einen monokularen Maske am Ende der Stimulus-Präsentation. Alternativ kann in dem Fall des Gitters Reize zu verhindern Nachbild Bildung, indem die Phase des Gitters (die Lage der hellen und dunklen Linien) mit einer schnellen Rate, entweder zufällig oder durch mit dem Gitter zu bewegen.
    4. Unabhängige Prüfung der vollständigen Unterdrückung: Im Lichte der vorangegangenen drei Teilbereiche, ist es leicht einzusehen, warum volle Unsichtbarkeit der unterdrückten Bild nicht angenommen werden kann. Wenn man zu berichten, dass unterdrückte Reize unsichtbar wurden (z. B. wenn behauptet, dass unbewusste Verarbeitung stattgefunden hat) will, ist es wichtig, unabhängig zu überprüfen, dass die Beobachter nicht sehen konnte, die unterdrückt Bild. Dazu verwenden gezwungen-Choice-Fragen nach jedem Versuch (dh ", welche der beiden Bilder wurde gerade vorgestellt?"), Um nachzuweisen, dass Erfolgsquoten werden bei Gelegenheit 3,4. Wie oben Chance Leistung kann auch dann auftreten, in der Abwesenheit von Bewusstsein (z. B., wie in dem Phänomen der blindsight, ref 10), sollten zusätzliche Maßnahmen, wie das Vertrauen Bewertungen 11 oder Wetten auf Genauigkeit 12 ideal eingesetzt werden.
  2. Sicherstellung der vollständigen Unterdrückung: Wenn die Fragestellung betrifft, wie eine bestimmte Manipulation Dauer von Dominanz und Unterdrückung betroffen sind, dann binokularen Rivalität der beschriebenen Art so weit ist am besten geeignet. Anstatt jedoch Dominanz und Unterdrückung Dauer, sind viele Forscher in der Prüfung, ob der Inhalt der unterdrückten Bild verarbeitet werden können, interessiert. Wie wir gesehen haben, ist eine vollständige Unterdrückung schwer mit gewöhnlichen Fernglas Rivalität zu gewährleisten. Deshalb, um Forschungs-Fragen hinsichtlich der Verarbeitung der unterdrückten Bild, eine starke Form der Rivalität, als kontinuierliche Flash-Unterdrückung (CFS) bekannt, die Adresse am besten geeignet ist 13.
    1. Zum Erstellen eines CFS Reiz, stellen eine relativ geringem Kontrast (aber immer noch sichtbar) Bild auf einem Auge, das wird die unterdrückten Bild. Präsentieren Sie eine kontrastreiche, sich schnell verändernden Bild auf das andere Auge, das die dominante CFS Maske sein. Um maximal wirksam ist, sollte die CFS-Maske mit einer Rate von 10-20 Hz ändern.
    2. CFS kann induziert über alle Methoden für die Erstellung von Rivalität, die wir oben beschrieben werden. Bei Verwendung eines Spiegel-Stereoskop oder Prismenbrille sind CFS Masken aus vielen kleinen bunten Elementen ("Mondrians") komponiert hochwirksame (Abbildung 8). Bei der Verwendung von rot-blau Brille, kann die CFS-Maske aus vielen Elementen (Rechtecke, Ellipsen, Linien, Punkte), die alle die gleiche Farbe 14 sind zusammen.

      Abbildung 8
      Abbildung 8: Kontinuierliche Flash-Unterdrückung (CFS). Ein Auge (hier die rechte) ist eine kontrastreiche dynamische Impulse dargestellt. In diesem Beispiel ist dieser Reiz ein Bild von Rechtecken in vielen Farben (a 'Mondrian'; verschiedene Bilder von dieser Art sollten bei 10-20 Hz abwechseln, um die Unterdrückung zu gewährleisten) zusammen. Das andere Auge ist mit einem Bild mit geringem Kontrast, die für längere Zeit (mehrere Minuten) unterdrückt bleiben vorgestellt.

    3. CFS kann vollständig unterdrücken die schwächeren Grafik für eine sehr lange Zeit (mehrere Minuten). Beachten Sie, dass selbst dann, den unterdrückten Bild kann gelegentlich 'Durchbruch', besonders wenn es ein aussagekräftiges Bild, wie ein Gesicht. Daher sollten Sie, um den Kontrast des Bildes unterdrückt, bevor das Experiment beginnt anzupassen, um die Chancen für eine vollständige Unterdrückung zu maximieren.
    4. Wie oben ausgeführt (Repräsentative Ergebnisse A: Unvollständige Suppression), um Rückschlüsse auf unbewusste Verarbeitung des unterdrückten Bild in CFS, unabhängig zu überprüfen, dass Beobachter an Zufall, wenn Sie gefragt, was mit den unterdrückten Auges vorgestellt.
  3. Erleben Sie die Rivalität Abwechslungen: Die meisten veröffentlichten Studien auf Rivalität Berichte nur Dominanz und Unterdrückung Dauer, den Eindruck zu erwecken, dass der Wechsel zwischen dem dominanten und unterdrückten Bild sofort sind Alles-oder-nichts-Events. Aber dies ist nicht der Fall: Alternationen sind in der Regel schrittweise und eher langsam, was bedeutet, dass einiges an der Sendezeit bis durch "gemischte" Phasen getroffen werden. Die spezifische Form der Mischphasen variiert zwischen Beobachter und für verschiedene Reize. Im Folgenden sind zwei häufige Formen.
    1. Eine gemischte Phase kann der unterdrückten Bild bestehen allmählich durch eine wachsende Zahl von dominant-Patches (stückweise dominantRivalität unter Repräsentative Ergebnisse A: Unvollständige Unterdrückung) über die Anregung.
    2. Eine gemischte Phase kann auch durch eine "Welle" von Dominanz fegt über das Bild kommen. Zur Induktion einer solchen Welle einführen Gegensatz Zuwachs auf einen bestimmten Teil der unterdrückten Bild (Abbildung 9; ref 15).

      Abbildung 9
      Abbildung 9: Wanderwellen von Dominanz. Wenn eines der beiden Bilder unterdrückt, so werden zunehmend den Kontrast in einem kleinen Bereich zu einer Welle von Dominanz, um sich auszubreiten aus dieser Region. In ringförmigen Bilder wie die hier gezeigten, wird Dominanz verbreitet, wie durch die blauen Pfeile. Beachten Sie, dass einmal der Kontrast erhöhen eingeführt wurde, muss es nicht bleiben (der Kontrast kann zurück zu den ursprünglichen, niedrigen Niveau) für die Welle der Dominanz eingeleitet werden.

(4) Repräsentative Ergebnisse B: Dauer der Dominanz Phasen in binokulare Rivalität

Fernglas Rivalität Wechsel treten zufällig, unabhängig-Dauer Abständen. Dies bedeutet, dass die Dauer des letzten Dominanz Intervall nicht vorhersagen, wie lange der nächste sein wird. Wenn Dominanz Laufzeiten werden in Behältern mit einer gleichen Breite (z. B. 500 ms), ein Histogramm zeigt, wie viele Dominanz einer Laufzeit von jeweils Länge aufgetreten zu sein gut passen durch eine schiefe Verteilung als Gamma-Funktion 8 bekannt neigt unterteilt.

Im Allgemeinen sind die Auswirkungen der experimentellen Manipulationen auf Dauer in Konkurrenz zu manifestieren sich in der Form des Best-Fit-Gamma-Funktion, was bedeutet, dass in jeder Bedingung vielen verschiedenen Dominanz Laufzeiten auftreten, aber die Wahrscheinlichkeit, diese könnten durch die Manipulation verändert werden .

Die spezifischen Parameter der Best-Fit-Gamma-Funktion unterscheiden zwischen verschiedenen Beobachtern für den gleichen Reiz (Abbildung 10A) und zwischen verschiedenen Stimuli für die gleiche Beobachter.

Faktoren wie die beiden Bilder "Low-Level-Funktionen bekannt sind, um die relative Dauer ihrer Dominanz und Unterdrückung der Perioden 1 beeinflussen. Zum Beispiel, wenn die beiden Bilder im Gegensatz abweichen, desto höher kontrastreiches Bild haben in der Regel mehr Dominanz Laufzeiten, was zu einer best-fit Gammaverteilung mit einer größeren Median (Abbildung 10B). Die Wirkung höherer kognitiver Funktionen (wie zB die Aufmerksamkeit auf eines der Bilder) auf Dominanz Dauer in Rivalität ist noch umstritten 16.

Es ist möglich, die Parameter der Gamma-Funktion als abhängige Variablen in einem Experiment zu verwenden, aber die Beziehung zwischen diesen Parametern und der Form der Verteilung ist nicht leicht transparent. Daher bevorzugen viele Forscher zu einem leichter zugänglichen zentralen Tendenz Messung verwenden. Da die Gamma-Verteilung sehr schief sein kann, ist die mediane Dauer eher als die mittlere oft mehr repräsentativ für die Ergebnisse. Mit dem Median einer nicht-Gauss-Verteilung bedeutet auch, dass es sei denn, es gibt eine große Anzahl von Datenpunkten, die relevanten statistischen Tests sollten nicht-parametrischen.


Abbildung 10
Abbildung 10: Gamma-Verteilungen der Dominanz Dauer. Die Histogramme repräsentieren klassierte Dominanz Dauer, und die Kurven stellen die best-fit Gamma-Verteilungen für jede Farbe die Daten. Das gleiche Verteilungen zeigen zwei verschiedene mögliche Arten von Messungen: (A) Zwei verschiedene Beobachter Dominanz Dauer in Reaktion auf die gleichen Reize, oder (B) Die Wirkung verschiedener Reize Funktionen auf Dominanz Dauer. In diesem Fall hat die rot umrahmten Gitter einen höheren Kontrast, was zu mehr Dominanz Laufzeiten und damit zu einer Gamma-Verteilung mit einer höheren Median.

Discussion

Wir haben die Natur des binokularen Rivalität, mehrere Methoden zum Erstellen sie beschrieben, und welche Überlegungen müssen berücksichtigt werden, wenn es benutzt wird. Wie in der Einleitung ausführlich, macht angemessene Verwendung der binokularen Rivalität es möglich, experimentell-Adresse Fragen zu den Locus (oder loci) des Bewusstseins, der Wahrnehmung Auswahl und unbewusste Verarbeitung. Zur Durchführung solcher Untersuchungen korrekt, jedoch muss man sich bewusst sein, der Themen wie die Bedeutung der Aufrechterhaltung einer stabilen Konvergenz, und wenn die Untersuchung unbewusste Verarbeitung, die Notwendigkeit der Verwendung zeigt, dass wahrscheinlich eine vollständige Unterdrückung Ausbeute.

Bei der Wahl, welche Methode zu verwenden, um Rivalität zu schaffen, ist es wichtig zu berücksichtigen, die Vor-und Nachteile der einzelnen Methoden. Es macht keinen Sinn, zum Beispiel im Umgang mit rot-blauen Brillen, wenn man daran interessiert, mehrfarbige Reize, aber auf der anderen Seite, ist diese Methode wahrscheinlich die einfachste in einem MRT-Scanner verwenden. Ebenso ist ein Spiegel-Stereoskop ein sehr zuverlässiger Weg, um die getrennten Bilder auf entsprechenden retinalen Standorten fallen, aber die individuelle Anpassung für jeden Beobachter und die technischen Schwierigkeiten bei der Umsetzung ein Stereoskop in einem Kernspin-Tomographen Beteiligten erforderlich machen könnte diese Methode weniger attraktiv für einige Studien.

Schließlich ist es wichtig, sich bewusst sein, die Eigenschaften der Erfahrung des binokularen Rivalität um die entsprechenden Maßnahmen abhängig zu beschäftigen. Wenn die Fragestellung betrifft unbewusste Verarbeitung, unabhängige Bestätigung, dass die Teilnehmer in der Tat nichts von den unterdrückten Bild waren, ist von wesentlicher Bedeutung. Wenn man, wie eine experimentelle Manipulation beeinflusst Dominanz und Unterdrückung Laufzeiten interessiert ist, kann es sein, mehr Beleuchtung, um die (gamma-förmig) Verteilung der Dauer und nicht nur eine zentrale Tendenz Maßnahme wie der Mittelwert bzw. Median zu untersuchen, und es kann wichtig sein zu prüfen, ob die Beobachter scharf oder schrittweise (stückweise oder wellenförmig) Übergänge von Dominanz erlebt.

Wir hoffen, dass Forscher in den Einsatz dieses faszinierende Phänomen interessiert, wird diese Einführung hilfreich.

Disclosures

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Acknowledgments

Doktorandenausbildung zu gewähren T90 DA 022.763 (MA);; Die Autoren werden durch ein International Brain Research Foundation Postdoctoral Fellowship (DC) unterstützt und NIH R01-EY017699 und NSF gewähren BCS-0633281 (SK). Die Autoren bedanken sich bei Randolph Blake für hilfreiche Kommentare.

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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  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).
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  7. Tong, F., Nakayama, K., Vaughn, J. T., Kanwisher, N. Binocular rivalry and visual awareness in human extrastriate cortex. Neuron. 21, 753-759 (1998).
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  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).
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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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