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

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

Cómo construir un sistema de presentación de dicópticos que incluye un Eye Tracker

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

Summary

Recientemente hemos propuesto un método que permite la presentación de estímulos visuales dicópticos y binocular ojo al mismo tiempo de seguimiento1. La clave es la combinación de un tracker de ojo infrarrojo y los espejos infrarrojos transparente correspondientes. Este manuscrito ofrece un detallado protocolo de configuración inicial y operación diaria.

Abstract

La presentación de diferentes estímulos a los dos ojos, presentación dicópticos, es esencial para estudios con visión 3D y la supresión interocular. Hay una creciente literatura sobre el único valor experimental de medidas pupilares y oculomotoras, especialmente para la investigación sobre la supresión interocular. Aunque la obtención de medidas de seguimiento de ojo así se beneficiarían estudios que utilizan dicópticos presentación, el hardware esencial para dicópticos presentación (p. ej. espejos) a menudo interfiere con la alta calidad ojo de seguimiento, especialmente cuando se usa un ojo basado en video Tracker. Recientemente hemos descrito un montaje experimental que combina un sistema de presentación de dicópticos estándar con un perseguidor del ojo infrarrojo utilizando espejos infrarrojos transparente1. La configuración es compatible con monitores estándar y ojo seguidores, fáciles de implementar y económicos (del orden de US$ 1.000). Comparado con los métodos existentes tiene las ventajas de no requerir equipo especial y plantear algunos límites en la naturaleza y la calidad del estímulo visual. Aquí ofrecemos a una guía visual para la construcción y uso de nuestra configuración.

Introduction

Bajo condiciones de visión normal cada uno de nuestros ojos recibe una entrada visual ligeramente diferente. Esta entrada es procesada para producir una representación coherente y tridimensional del mundo. Dicópticos presentación, la práctica de controlar independientemente la entrada presentada a cada uno de los dos ojos, por lo tanto permite a los investigadores estudiar cómo los seres humanos reconstrucción una representación tridimensional de dos imágenes retinianas bidimensional2 ,3,4. Además, si las imágenes de los dos ojos son demasiado disímiles, esta combinación interocular falla y observadores en su lugar Informe percepción de sólo una de las imágenes a la vez mientras la otra permanece suprimida, en fenómenos como rivalidad binocular5 y supresión continua de flash6. Los investigadores de tal supresión interocular, también utilizan dicópticos presentación, en este caso para examinar cuestiones relacionadas a temas como el lugar geométrico de nervios de conciencia7, selección perceptual8,9e inconsciente procesamiento de10.

Dinámica de la mirada y la pupila se registra para múltiples propósitos en la investigación sobre comportamiento humano y la percepción. Dirección de la mirada puede informar sobre, por ejemplo, atención asignación11,10,13 y decisión de hacer14, mientras que el tamaño de la pupila puede revelar aspectos de procesamiento visual15, 16, tarea compromiso17o18de la inteligencia fluida.

Combinación de eye tracking con dicópticos presentación es útil en la investigación en, por ejemplo, tres dimensiones (3D) percepción19,20,21,22 o respuestas oculares a visual de entrada durante la supresión interocular23,24,25. Por ejemplo, movimientos de los ojos se han encontrado para revelar procesamiento inconsciente sin percepción subjetiva durante la continua supresión de flash23. Clínicos investigadores visuales pueden utilizar la capacidad para realizar un seguimiento de ambos ojos durante presentación dicópticos para investigar enfermedades oculares que afectan los dos ojos asimétrico, por ejemplo, para controlar las distorsiones visuales monoculares y binoculares en la ambliopía26 y maculopathy27.

Recientemente hemos descrito un configuración1 que permite la combinación de alta calidad basada en video ojo seguimiento y estimulación dicópticos con poca limitación en el tamaño o el color de los estímulos, y se evaluó su desempeño. A continuación vamos a resumir la construcción y el uso de esta configuración.

Protocol

este protocolo ha sido aprobado por el institucional de juntas de la Universidad Estatal de Michigan. 1. construcción del sistema fundamento preparar la configuración de espejo, una variante del clásico Wheatstone estereoscopio 28 ilustrado en figura 1 , que consiste en dos espejos colocados en un ángulo de 45° en relación con el participante ' línea media s. Los espejos reflejan estímulos …

Representative Results

Después de la calibración descrita en el protocolo, se realizó un procedimiento de calibración validación sin problemas con los espejos en el lugar. La eficacia del método es ilustrada claramente por figura 5, que muestra la imagen de la cámara (usando un ojo de final de la investigación sistema de seguimiento) con los retrovisores. Los dos conjuntos de líneas paralelas a lo largo de la nariz de los participantes y las líneas por encima de las cejas…

Discussion

Presentamos una guía paso a paso para la construcción y el uso de una instalación experimental que permite el seguimiento simultáneo de ambos ojos y dicópticos presentación de estímulos visuales. En muchas situaciones donde se utiliza la estimulación dicópticos, la cuestión crítica prevención seguimiento ocular eficaz es que los espejos para presentación dicópticos bloquean la vista de los seguidores de ojo basado en video. Esto se resuelve aquí mediante espejos infrarrojos-transparente y un rastreador de …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores agradecen a Pieter Schiphorst por su papel en el diseño de la instalación y para proporcionar los gráficos de las figuras 1 y 3 y Marnix Naber de discusión útil y su contribución a la figura 6. Los autores también reconocen investigadores y editores de reutilización de figura 1 y 6 de un documento publicados1.

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