JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
עברית

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Behavior

כיצד לבנות מערכת מצגת Dichoptic הכוללת גשש העין

Published: September 06, 2017
doi:
10.3791/56033
,
1Department of Psychology,Michigan State University, 2Neuroscience Program,Michigan State University

Summary

אנחנו לאחרונה הציע שיטה המאפשרת מצגת גירויים חזותיים dichoptic העין המשקפת מעקב בו זמנית1. המפתח הוא השילוב של גשש אינפרא-אדום העין המראות אינפרא אדום-שקוף המתאים. כתב יד זה מספק עומק פרוטוקול ההתקנה הראשונית, יומיומית.

Abstract

המצגת של גירויים שונים שתי עיניו, dichoptic המצגת, חיוני עבור מחקרים שכללו 3D vision ודיכוי interocular. יש ספרות גוברת על הערך ניסויית ייחודית של אמצעי האישון תזוזת גלגל העין, במיוחד עבור מחקר על דיכוי interocular. למרות קבלת עקיבה אמצעים ובכך ירוויח מחקרים המשתמשים dichoptic המצגת, החומרה חיוני למצגת dichoptic (למשל שיקופים) לעתים קרובות מפריע העין באיכות גבוהה, מעקב, במיוחד בעת שימוש יש עין מבוססי-וידאו רכיב המעקב. אנחנו לאחרונה תיאר התקנה ניסיונית המשלב מערכת מצגת dichoptic סטנדרטי עם גשש אינפרא-אדום העין באמצעות מראות אינפרא אדום-שקוף1. ההגדרה תהיה תואמת רגיל ו עין עוקבים, קל ליישום, ובמחירים סבירים (גודל 1000 דולר ארה ב). יחסית לשיטות הקיימות יש את היתרונות של לא הדורשים ציוד מיוחד, התחזות כמה מגבלות על הטבע ועל איכות הגירוי החזותי. כאן אנו מספקים מדריך חזותי בנייה ושימוש של ההתקנה שלנו.

Introduction

בתנאים צפייה רגילה כל אחד העיניים שלנו מקבל קלט חזותי שונה במקצת. זה קלט מעובד ואז לייצר ייצוג הגיוניות, תלת מימד אחד של העולם. Dichoptic המצגת, הנוהג של שליטה באופן עצמאי את הקלט הציג בפני כל אחת שתי עיניו, ובכך מאפשר לחוקרים ללמוד איך בני אדם לשחזר ייצוג תלת-ממדי שתי תמונות הרשתית מימדי2 ,3,4. בנוסף, אם שתי עיניו תמונות הם גם שונים, שילוב interocular זה נכשל משקיפים במקום לדווח על תפיסת היחיד של התמונות בכל פעם בעוד השני נותר מודחק, בתופעות כגון יריבות דו-עינית5 ו דיכוי פלאש רציף6. חוקרים של דיכוי interocular כזה, גם משתמשים במצגת dichoptic, במקרה זה לבחון שאלות הקשורות לנושאים כמו מיקומה עצבית של מודעות7,8,הבחירה תפיסתי9ו הכרה עיבוד10.

דינמיקה המבט ועם תלמידו נרשמים למטרות רבות במחקר על ההתנהגות האנושית ותפיסה. כיוון המבט יכול לדווח עליהם, למשל, תשומת לב הקצאת11,10,13 ו החלטה עושה14, ואילו גודל אישון יכול להציג היבטים של עיבוד ויזואלי15, 16, פעילות האירוסין17או מודיעין נוזלים18.

שילוב של העין מעקב עם המצגת dichoptic שימושית במחקר לתוך, למשל, שלוש תפיסה תלת-ממדי (3D)19,20,21,22 או עינית התגובות חזותי קלט במהלך דיכוי interocular23,24,25. לדוגמה, תנועות עיניים נמצאו כדי לחשוף את עיבוד הכרה ללא תפיסה סובייקטיבית במהלך דיכוי פלאש רציף23. חוקרים קליניים חזותי ניתן להשתמש היכולת לעקוב אחר בשתי העיניים במהלך המצגת dichoptic לחקור מחלות עינית להשפיע את שתי עיניו בצורה א-סימטרית, לדוגמה, לעקוב אחר monocular, המשקפת עיוותים חזותיים המתרחשים עין עצלה26 ו- maculopathy27.

אנו המתואר לאחרונה התקנה1 המאפשר השילוב של העין מבוססי וידאו באיכות גבוהה מעקב ו- dichoptic גירוי קטן הגבלה על גודל או צבע של הגירויים, הערכנו את ביצועיה. בהמשך אנחנו מסכמים את הבנייה ואת השימוש תוכנית התקנה זו.

Protocol

פרוטוקול זה אושרה על ידי המוסדיים סקירה לוחות של אוניברסיטת מישיגן. 1. את המערכת הרציונל להכין את ההתקנה המראה, וריאציה של קלאסי ויטסטון סטריאוסקופ 28 מאויר באיורים איור 1 , המורכב שתי מראות מוצבים בזווית של 45 מעלות ביחס המשתת…

Representative Results

לאחר הכיול שמתואר לפרוטוקול, אנחנו לבצע הליך אימות כיול ללא בעיות עם המראות במקום. יעילותה של השיטה מודגם בבירור על ידי איור 5, אשר מציג את התמונה של המצלמה (באמצעות “מחקר” בעין קצה מערכת מעקב) עם המראות במקום. שתי קבוצות של קווים מקבילים לאורך האף של המשתתפי…

Discussion

אנו מציגים מדריך צעד אחר צעד בנייה ושימוש התקנה ניסיונית המאפשר מעקב בו זמנית בשתי העיניים והן dichoptic מצגת של גירויים חזותיים. במצבים רבים שבו גירוי dichoptic משמש נושא קריטי למנוע מעקב יעיל העין היא מראות dichoptic מצגת לחסום למראה העין מבוססי וידאו עוקבים. שזה יפתר כאן באמצעות מראות אינפרא אדום-שק…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

המחברים תודה פיטר Schiphorst על תפקידו לעצב את ההתקנה שלה לספק את הגרפיקה של דמויות 1 ו- 3, ו- Marnix נייבר לדיון מועיל תרומתו איור 6. המחברים גם להכיר חוקרים ומפרסמים עבור שימוש חוזר איור 1 ו- 6 מתוך מאמר שפורסם1.

Materials

Mirrors in Setup 1 Edmund Optics  #64-452 dimensions 10.10 × 12.70 cm; Reflectance: 400 ~ 690 nm; Transmission: 750 ~ 1200nm
Mirrors in Setup 2 Edmund Optics Item discontinued dimensions 10.10 × 12.70 cm; Reflectance: 425 ~ 650 nm; Transmission: 800 ~ 1200nm
Other Mirror Option Edmund Optics #62-634 dimensions 12.50 × 12.50 cm; Reflectance: 425 ~ 650 nm; Transmission: 800 ~ 1200nm
Eye Tracker in Setup 1 SR Research Ltd., Mississauga, Ontario, Canada Eyelink 1000 Transmission: 890 ~ 940 nm
Eye Tracker in Setup 2 The Eye Tribe Aps, Copenhagen, Denmark Eye Tribe (item discontinued) Transmission: around 850 nm
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Brascamp, J. W., Naber, M. Eye tracking under dichoptic viewing conditions: a practical solution. Behav. Res. Methods. , 1-7 (2016).
  2. Barendregt, M., Harvey, B. M., Rokers, B., Dumoulin, S. O. Transformation from a Retinal to a Cyclopean Representation in Human Visual Cortex. Curr. Biol. 25 (15), 1982-1987 (2015).
  3. Held, R. T., Cooper, E. A., Banks, M. S. Blur and Disparity Are Complementary Cues to Depth. Curr. Biol. 22 (5), 426-431 (2012).
  4. Julesz, B. . Foundations of cyclopean perception. xiv, (1971).
  5. Carmel, D., Arcaro, M., Kastner, S., Hasson, U. How to Create and Use Binocular Rivalry. J. Vis. Exp. (45), (2010).
  6. Tsuchiya, N., Koch, C. Continuous flash suppression reduces negative afterimages. Nat. Neurosci. 8 (8), 1096-1101 (2005).
  7. Crick, F., Koch, C. Consciousness and neuroscience. Cereb Cortex. 8 (2), 97-107 (1998).
  8. Jiang, Y., Costello, P., Fang, F., Huang, M., He, S. A gender- and sexual orientation-dependent spatial attentional effect of invisible images. Proc. Natl. Acad. Sci. 103 (45), 17048-17052 (2006).
  9. Jiang, Y., Costello, P., He, S. Processing of Invisible Stimuli: Advantage of Upright Faces and Recognizable Words in Overcoming Interocular Suppression. Psychol. Sci. 18 (4), 349-355 (2007).
  10. Bahrami, B., Carmel, D., Walsh, V., Rees, G., Lavie, N. Spatial attention can modulate unconscious orientation processing. Perception. 37 (10), 1520-1528 (2008).
  11. Smith, D. T., Ball, K., Ellison, A., Schenk, T. Deficits of reflexive attention induced by abduction of the eye. Neuropsychologia. 48 (5), 1269-1276 (2010).
  12. Deubel, H., Schneider, W. X. Saccade target selection and object recognition: Evidence for a common attentional mechanism. Vision Res. 36 (12), 1827-1837 (1996).
  13. Pastukhov, A., Braun, J. Rare but precious: Microsaccades are highly informative about attentional allocation. Vision Res. 50 (12), 1173-1184 (2010).
  14. Reddi, B. a. J., Carpenter, R. H. S. The influence of urgency on decision time. Nat. Neurosci. 3 (8), 827-830 (2000).
  15. Barbur, J. L. Learning from the pupil-studies of basic mechanisms and clinical applications. Vis. Neurosci. 1, 641-656 (2004).
  16. Naber, M., Nakayama, K. Pupil responses to high-level image content. J. Vis. 13 (6), 7-7 (2013).
  17. Gilzenrat, M. S., Nieuwenhuis, S., Jepma, M., Cohen, J. D. Pupil diameter tracks changes in control state predicted by the adaptive gain theory of locus coeruleus function. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 10 (2), 252-269 (2010).
  18. Van Der Meer, E., et al. Resource allocation and fluid intelligence: Insights from pupillometry. Psychophysiology. 47 (1), 158-169 (2010).
  19. Erkelens, C. J., Regan, D. Human ocular vergence movements induced by changing size and disparity. J. Physiol. 379, 145-169 (1986).
  20. Wismeijer, D. A., Erkelens, C. J., van Ee, R., M, W. e. x. l. e. r. Depth cue combination in spontaneous eye movements. J. Vis. 10 (6), 25-25 (2010).
  21. Takagi, M., et al. Adaptive Changes in Dynamic Properties of Human Disparity-Induced Vergence. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 42 (7), 1479-1486 (2001).
  22. Maiello, G., Harrison, W. J., Bex, P. J. Monocular and Binocular Contributions to Oculomotor Plasticity. Sci. Rep. 6, (2016).
  23. Rothkirch, M., Stein, T., Sekutowicz, M., Sterzer, P. A direct oculomotor correlate of unconscious visual processing. Curr. Biol. 22 (13), R514-R515 (2012).
  24. Spering, M., Pomplun, M., Carrasco, M. Tracking Without Perceiving A Dissociation Between Eye Movements and Motion Perception. Psychol. Sci. 22 (2), 216-225 (2011).
  25. Spering, M., Carrasco, M. Acting without seeing: eye movements reveal visual processing without awareness. Trends Neurosci. 38 (4), 247-258 (2015).
  26. Piano, M. E. F., Bex, P. J., Simmers, A. J. Perceptual Visual Distortions in Adult Amblyopia and Their Relationship to Clinical FeaturesPerceptual Visual Distortions in Adult Amblyopia. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 56 (9), 5533-5542 (2015).
  27. Wiecek, E., Lashkari, K., Dakin, S. C., Bex, P. Novel Quantitative Assessment of Metamorphopsia in MaculopathyQuantitative Assessment of Metamorphopsia. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 56 (1), 494-504 (2015).
  28. Wheatstone, C. Contributions to the Physiology of Vision.–Part the First. On Some Remarkable, and Hitherto Unobserved, Phenomena of Binocular Vision. Philos. Trans. R. Soc. Lond. 128, 371-394 (1838).
  29. Beach, G., Cohen, C. J., Braun, J., Moody, G. Eye tracker system for use with head mounted displays. 1998 IEEE Int. Conf. Syst. Man. 5, 4348-4352 (1998).
  30. Gibaldi, A., Vanegas, M., Bex, P. J., Maiello, G. Evaluation of the Tobii EyeX Eye tracking controller and Matlab toolkit for research. Behav. Res. Methods. , 1-24 (2016).
  31. Fox, R., Todd, S., Bettinger, L. A. Optokinetic nystagmus as an objective indicator of binocular rivalry. Vision Res. 15 (7), 849-853 (1975).
  32. Leopold, D. A., Fitzgibbons, J. C., Logothetis, N. K. The Role of Attention in Binocular Rivalry as Revealed through Optokinetic Nystagmus. , (1995).
  33. Zaretskaya, N., Thielscher, A., Logothetis, N. K., Bartels, A. Disrupting Parietal Function Prolongs Dominance Durations in Binocular Rivalry. Curr. Biol. 20 (23), 2106-2111 (2010).
  34. Robinson, D. A. A Method of Measuring Eye Movemnent Using a Scieral Search Coil in a Magnetic Field. IEEE Trans. Bio-Med. Electron. 10 (4), 137-145 (1963).
  35. Kalisvaart, J. P., Goossens, J. Influence of Retinal Image Shifts and Extra-Retinal Eye Movement Signals on Binocular Rivalry Alternations. PLOS ONE. 8 (4), e61702 (2013).
  36. Frässle, S., Sommer, J., Jansen, A., Naber, M., Einhäuser, W. Binocular rivalry: frontal activity relates to introspection and action but not to perception. J. Neurosci. 34 (5), 1738-1747 (2014).
  37. Duchowski, A. T., et al. Binocular Eye Tracking in Virtual Reality for Inspection Training. Proc. 2000 Symp. Eye Track. Res. Appl. , 89-96 (2000).
  38. Hayashi, R., Tanifuji, M. Which image is in awareness during binocular rivalry? Reading perceptual status from eye movements. J. Vis. 12 (3), 5-5 (2012).
  39. van Dam, L. C. J., van Ee, R. Retinal image shifts, but not eye movements per se, cause alternations in awareness during binocular rivalry. J. Vis. 6 (11), 3-3 (2006).
  40. Maiello, G., Chessa, M., Solari, F., Bex, P. J. Simulated disparity and peripheral blur interact during binocular fusionShort Title??. J. Vis. 14 (8), 13-13 (2014).
  41. Vinnikov, M., Allison, R. S., Fernandes, S. Impact of depth of field simulation on visual fatigue: Who are impacted? and how?. Int. J. Hum.-Comput. Stud. 91, 37-51 (2016).
  42. Tsuchiya, N., Wilke, M., Frässle, S., Lamme, V. A. F. No-Report Paradigms: Extracting the True Neural Correlates of Consciousness. Trends Cogn. Sci. 19 (12), 757-770 (2015).
  43. Naber, M., Frässle, S., Einhäuser, W. Perceptual Rivalry: Reflexes Reveal the Gradual Nature of Visual Awareness. PLOS ONE. 6 (6), e20910 (2011).

Tags

Dichoptic Presentation SystemEye TrackerBinocular Eye TrackingDichoptic Visual StimulusMirrors3D ScenesPupil ResponseInterocular SuppressionFiberboard FrameworkMonitor ArmsMirror MountsHeadrestBlindersEye Tracking Setup

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Qian, C. S., Brascamp, J. W. How to Build a Dichoptic Presentation System That Includes an Eye Tracker. J. Vis. Exp. (127), e56033, doi:10.3791/56033 (2017).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image