كيفية إنشاء واستخدام التنافس بينوكلر

ترى كل عين من عينينا عادةً صورة مختلفة قليلاً، ويقوم الدماغ بدمج هاتين الصورتين في تمثيل واحد متسق. ومع ذلك، عندما تُعرض على العينين صورتان مختلفتان عن بعضهما البعض بدرجة كافية، يحدث نمط من التناوب الإدراكي، حيث تهيمن صورة واحدة على الوعي بينما يتم كبح الأخرى. ويتناوب هذا الهيمنة بين الصورتين عادةً كل بضع ثوانٍ.

تُعرف هذه الظاهرة الإدراكية باسم التنافس بين العينين. ولإنشاء محفز للتنافس بين العينين، تُعرض على كل عين صورة مختلفة في نفس الموقع المدرك. يصف هذا الفيديو عدة طرق غير مكلفة وبسيطة لإنشاء واستخدام التنافس بين العينين.

أهلاً، أنا ديفيد كارميل، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم علم النفس بجامعة نيويورك. وأنا مايك أركا، طالب دراسات عليا في قسم علم النفس بجامعة برينستون.

في هذا الفيديو، سنقوم بوصف عدة طرق رخيصة وبسيطة لإنشاء واستخدام التنافس الثنائي البصري. يُعتبر التنافس الثنائي البصري مفيداً لدراسة الاختيار الإدراكي والوعي في كل من النماذج البشرية والحيوانية، لأن المدخلات غير المتغيرة لكل عين تؤدي إلى تبادل في الوعي البصري. هناك طرق عديدة لإنشاء التنافس الثنائي البصري، ولكن غالباً ما يكون المبتدئون في هذا المجال غير متأكدين من الطريقة التي ستلبي احتياجاتهم المحددة بشكل أفضل.

هدفنا هنا هو وصف مزايا وعيوب الطرق الأكثر شيوعاً. لذا دعونا نبدأ. يمكن تحفيز التنافس الثنائي من خلال تقديم صورة مختلفة وغير متوافقة لكل عين في مواقع شبكية متقابلة بدلاً من تقديم صورة واحدة مدمجة؛ وما يراه المراقبون عادةً هو نمط من التناوب الإدراكي حيث تهيمن صورة كل عين على الإدراك الواعي لفترة معينة بينما يتم كبت الصورة الأخرى.

تتبادل فترات الهيمنة والتثبيط الأدوار بشكل دوري مع وجود فترات وجيزة فقط من الإدراك المختلط. يمكن استخدام التنافس الثنائي البصري لفحص عدة أسئلة مهمة، مثل: في أي مراحل ضمن التسلسل الهرمي للمعالجة البصرية ترتبط الأحداث العصبية بالتجربة الواعية؟ وكيف يحل الدماغ التنافس بين المثيرات ويختار أياً منها ينقله إلى مستوى الوعي؟

ما هي جوانب الصورة التي يتم حجبها عن الوعي ومع ذلك يمكن معالجتها، وكيف يمكن لهذه المعالجة أن تؤثر على السلوك؟ هناك عدة طرق بسيطة لإنشاء عرض التنافس الثنائي. في هذا الفيديو، نوضح الطرق الأكثر شيوعاً، بما في ذلك مزايا وعيوب كل طريقة.

قبل الخوض في الطرق، يجب معالجة مسألة الحفاظ على تثبيت النظر المستقر أثناء تجارب التنافس الثنائي. وقبل الانتقال إلى الطرق المحددة لإحداث التنافس، من المهم ذكر مسألة التثبيت المستقر، وهي اعتبار حيوي في جميع الطرق التي سيتم وصفها. عادةً ما تتحرك أعيننا أو تقوم بحركات تثبيت بطريقة تجعل الصورة ذاتها المثبتة تقع على كل نقرة مركزية.

ومع ذلك، فإن نجاح الرؤية المجسمة يعتمد على رؤية كل عين للأشياء نفسها. فإذا قُدمت لكل عين صورة مختلفة تمامًا، فستتعطل الرؤية المجسمة لأن الدماغ لن يمتلك معلومات كافية لتحديد زاوية الرؤية المجسمة الصحيحة. وقد يؤدي ذلك إلى تعطيل التنافس الثنائي لأن الصورتين قد لا تقعان على مواقع شبكية متقابلة.

وبناءً على ذلك، وبالإضافة إلى الصور المختلفة، يجب أن تحتوي الشاشة على عناصر متطابقة لكلتا العينين. وهذا يمكن العينين من الحفاظ على نظرة ثابتة رغم الاختلاف بين العناصر المتنافسة في الصور. وعادةً ما تشمل العناصر المتطابقة والمثبتة نقطة تثبيت في مركز الصور المتنافسة وإطاراً يحيط بالصور.

يمكن أن يكون الإطار إما موحداً أو منقوشاً، ويمكن أن يتخذ أي شكل طالما كان متطابقاً في كلتا العينين. وتعد حركات العين الأفقية غير المترابطة أكثر احتمالاً من الحركات الرأسية؛ لذا يمكن استخدام شريط منقوش على كلا جانبي كل صورة بدلاً من الإطار الكامل.

وأخيراً، قد يكون الإطار غير مرغوب فيه في بعض الدراسات. فعلى سبيل المثال، إذا كانت التجربة تتطلب ظهور المحفزات على خلفية موحدة، فيمكن في مثل هذه الحالات استخدام خطوط NUNUs أو صورة تظهر في مكان أبعد من المحفز، مثل حلقات لوحة السهام. والآن، دعونا نلقِ نظرة على كيفية تحفيز التنافس الثنائي البصري.

سنقوم هنا بمراجعة ثلاثة خيارات غير مكلفة وبسيطة، تشمل النظارات الحمراء والزرقاء، والمجهر المجسم المرآتي، ونظارات المنشور. وتُعد النظارات اللونية، سواء كانت حمراء وزرقاء أو حمراء وخضراء، طريقة شائعة يفضلها العديد من الباحثين لأنها الأسهل والأرخص في التنفيذ؛ فكل ما يحتاجه الباحث هو زوج من نظارات السيلوفان المتوفرة في العديد من متاجر الألعاب. سنستخدم هنا النظارات الحمراء والزرقاء من خلال إعداد صورتين، إحداهما تُعرض حصرياً بواسطة المدفع الأزرق للشاشة، والأخرى تُعرض في الموقع نفسه على الشاشة حصرياً بواسطة المدفع الأحمر. ستسمح كل عدسة بمرور صورة واحدة فقط، وبذلك ستسقط الصورتان المختلفتان على مواقع متناظرة في شبكية العينين وتبدأ في التنافس فيما بينهما.

يجب أن تحتوي الصورتان على معلومات متطابقة، مثل إطار أو نقطة تثبيت، لضمان استقرار الرؤية. ويجب أن تكون هذه العناصر المتطابقة بلون تسمح كلتا العدستين بمروره، مثل الأسود أو الأبيض. لاحظ أن هذه التقنية لا علاقة لها برؤية الألوان.

تُستخدم الألوان ببساطة لفصل الصورتين بحيث تذهب كل واحدة منهما إلى عين واحدة. ومن المفترض أن تنجح هذه الطريقة حتى مع المراقبين الذين يعانون من خلل في رؤية الألوان. وتشمل مزايا استخدام نظارات باللونين الأحمر والأزرق أن المعدات غير مكلفة للغاية، كما أن تحضير المثيرات سهل جداً.

يمكن استخدام النظارات ذات اللونين الأحمر والأزرق بسهولة مع جميع طرق التصوير العصبي، بما في ذلك MRI. وأخيرًا، لا تتطلب النظارات ذات اللونين الأحمر والأزرق تثبيت الرأس أو ضبط جهاز العرض بشكل فردي لكل مراقب. وتشمل العيوب أن كل صورة يمكن أن تحتوي فقط على درجات من لون واحد، وبالتالي لا توجد محفزات لونية.

إن العدسات ليست مثالية، لذا سيكون هناك دائمًا بعض التسرب الضوئي، حيث سترى كل عين جزءًا من صورة العين الأخرى. وهذا يخلق مشكلة عند الادعاء بأن الصورة المكبوتة لم تكن مرئية تمامًا. ويمكن تقليل التسرب الضوئي باستخدام أكثر من مرشح واحد.

على سبيل المثال، فإن ارتداء نظارتين واقيتين، إحداهما فوق الأخرى، وأخيرًا، النظارات ذات العدسات الحمراء والزرقاء، لا تعمل بشكل جيد مع معظم أجهزة تتبع العين الحالية. والآن لننتقل إلى طريقة المجسم المرآتي. حيث يمكن إعداد المرايا بسهولة لتقديم صورة مختلفة لكل عين من عيني المراقب.

أولاً، قم بإعداد صورتين مختلفتين تحتويان على بعض العناصر المتطابقة واعرضهما جنباً إلى جنب على شاشة. من السهل صنع مجسم مرآتي (mirror stereoscope) لتحقيق ذلك؛ فكل ما يتطلبه الأمر هو أربع مرايا وحوامل لتثبيتها في مواضعها. ضع مرآتين بحيث تكون كل واحدة منهما قريبة من إحدى العينين وبزاوية 45 درجة بالنسبة لخط رؤية تلك العين، واستخدم مسند ذقن لتثبيت موضع رأس المراقب.

ضع مرآة أخرى على كلا الجانبين من أول مرآتين بحيث تكون مواجهة للمحفزات بزاوية 45 درجة، لضمان سقوط كل صورة في الموقع المقابل في كل عين. يجب أن تتنافس الصور غير المتماثلة الآن مع بعضها البعض. وفي معظم الحالات، يكون من الأسهل استخدام أحد أجهزة الستيريوسكوب المتاحة تجاريًا.

تختلف عيون كل مراقب قليلاً عن الآخر، لذا عند وضع مراقب أمام شاشة العرض، قد يكون من الضروري ضبط زوايا المرآة للحصول على صور افتراضية مستقرة. وعند استخدام منظار ستيريوسكوبي مرآتي، من المهم التأكد من أن كل عين لا ترى سوى الصورة المخصصة لها، وأن هذه الصورة لا تُرى إلا في الموقع الذي تتقاطع فيه مع الصورة الأخرى. وفي كثير من الحالات، سيكون لكل عين أيضاً خط رؤية يمتد إلى صورة العين الأخرى.

لمنع خط الرؤية غير المرغوب فيه هذا، ضع حاجزًا؛ على سبيل المثال، قطعة من الورق المقوى تمتد من الخط المتوسط للمجاهر الستيريوية بين عيني المراقب باتجاه مركز العرض بطريقة تحجب خط الرؤية المؤدي إلى محفز العين الأخرى. وهناك مشكلة إضافية قد تحدث وهي أن كل عين قد ترى الصورة التي من المفترض أن تراها مرتين، مرة عبر المرآة ومرة أخرى بشكل مباشر.

سيؤدي ذلك إلى ظهور صورة إضافية لكل محفز بجانب الموقع الذي يحدث فيه التنافس. ولتجنب ذلك، قم بضبط العلاقة بين موقع الصور ومسافة المراقب عن الشاشة. ومن أجل إجراء هذه التعديلات قبل بدء التجربة، قم بإعداد صورة تظهر فقط أجزاء العرض المتطابقة في كلتا الصورتين، وتُستخدم لضبط المجسم لكل مراقب قبل عرض محفز التنافس.

تتمثل مزايا استخدام المجاهر الستيريسكوبية المرآتية في أن الصور المنفصلة تسمح باستخدام المحفزات اللونية. وتكون الصور منفصلة تماماً ولا تتداخل مع بعضها البعض، كما أن تحضير المحفزات سهل وبسيط.

يمكن لأي صورتين يتم عرضهما جنباً إلى جنب أن يتنافسا فيما بينهما. وأخيراً، يمكن استخدام أجهزة الستيريو سكوب (stereoscopes) بالاشتراك مع تتبع العين. وتشمل العيوب أن أجهزة الستيريو سكوب تسمح فقط بعرض محفزات صغيرة نسبياً لأن نصف المجال البصري فقط يمكن استخدامه لعرض كل صورة.

لا يمكن استخدام أجهزة الستيريوسكوب بسهولة في ماسح الرنين المغناطيسي (MRI)، لأن ذلك يتطلب أن تكون جميع عناصر الستيريوسكوب غير مغناطيسية، كما يجب أن يراعي الإعداد الإمالة الإضافية للمرآة التي يتم من خلالها عرض المثيرات عادةً في الماسح. وأخيراً، تتطلب أجهزة الستيريوسكوب تثبيتاً للرأس وضبطاً فردياً لكل مراقب. والآن دعونا نرى كيفية استخدام نظارات المنشور.

تعد طريقة نظارات المنشور تنويعاً على فكرة المجسم الرؤيوي (stereoscope) باستخدام نظارات تكون عدساتها عبارة عن منشورات بدلاً من المرايا. وكما هو الحال مع المرآة، تُعرض صور المجسم الرؤيوي جنباً إلى جنب على الشاشة. ويمكن شراء العدسات المنشورية من أي مورد بصريات تجاري جنباً إلى جنب مع الإطارات البلاستيكية.

يعمل كل منشور من هذه المناشير على ثني الضوء، مما يجعل الأشياء الموجودة على الجانب تبدو وكأنها أمام الناظر مباشرة. وعندما يوضع منشورين من هذا النوع في اتجاهين متعاكسين، فإنهما يعملان بنفس طريقة المرآة. وفي حالة استخدام جهاز الستيريوسكوب (المجسم)، هل سيخلق ذلك وهماً بأن صورتين موجودتين فعلياً جنباً إلى جنب تتداخلان في الفضاء؟

لاحظ أنه عند استخدام نظارات المنشور، لا تزال بحاجة إلى استخدام حاجز لأن كل عين يمكنها رؤية صورة العين الأخرى. ومع ذلك، لا يلزم ضبط مسافة وحجم الشاشة لأن كل صورة لها خط رؤية واحد فقط لكل عين. وتتشابه مزايا وعيوب نظارات المنشور مع تلك الخاصة بالمجاهر التجسيمية المرآتية مع وجود فرق واحد كبير.

من السهل استخدام نظارات المنشور في ماسح الرنين المغناطيسي (MRI) كونها يمكن أن تُصنع من البلاستيك وتكون أكثر دمجاً من جهاز الرؤية المجسمة المرآتي. لنرى الآن كيفية ضمان الكبح الكامل للصور لمعالجة الأسئلة البحثية المتعلقة بمعالجة الصورة المكبوحة. خلال تجارب التنافس بين العينين، يكون الشكل القوي من التنافس المعروف باسم "كبح الومضات المستمر" (continuous flash suppression) أو CFS باختصار هو الأكثر ملاءمة لإنشاء محفز CFS.

اعرض صورة ذات تباين منخفض نسبياً على إحدى العينين، وستكون هذه هي الصورة المثبطة. اعرض صورة ذات تباين عالٍ ومتغيرة بسرعة على العين الأخرى.

سيكون هذا قناع الترددات الوميضية الحرجة (CFS) السائد لتحقيق أقصى قدر من الفعالية. يجب أن يتغير قناع CFS بمعدل يتراوح بين 10 و20 هرتز. يمكن تحفيز CFS باستخدام جميع طرق التنافس الموضحة سابقاً في هذا الفيديو عند استخدام منظار ستيريوسكوبي مرآتي أو نظارات منشورية.

تعد أقنعة CFS المكونة من العديد من العناصر الصغيرة الملونة فعالة للغاية. ومع ذلك، يمكن لقناع CFS المكون من عناصر التدرج الرمادي أن يكون فعالاً أيضاً عند استخدام نظارات حمراء وزرقاء. كما يمكن أن يتكون قناع CFS من العديد من العناصر التي تكون جميعها بنفس اللون.

إذا شاهدت هذا الفيديو باستخدام نظارات حمراء وزرقاء، فمن المحتمل أن تلاحظ الكثير من التداخل اللوني بسبب ضغط الفيديو الذي خضع له لزيادة فرص القمع الكامل. قم بضبط مستوى التباين للصورة المقموعة قبل بدء التجربة. وعادةً ما تكون التبديلات بين الصورة السائدة والمقموعة تدريجية ويمكن أن تكون بطيئة نوعاً ما، مما يعني أن جزءاً كبيراً من وقت المشاهدة يتم استهلاكه في المراحل المختلطة.

يختلف الشكل المحدد للأطوار المختلطة بين المراقبين وباختلاف المحفزات. يظهر هنا شكلان شائعان للأطوار المختلطة؛ فأولاً، في التنافس التدريجي، يمكن أن يتكون الطور المختلط من تحول الصورة المكبوتة تدريجياً لتصبح هي المهيمنة من خلال زيادة عدد البقع المهيمنة عبر المحفز.

ثانياً، قد تحدث أيضاً مرحلة مختلطة من خلال موجة هيمنة تجتاح الصورة. ولتحفيز مثل هذه الموجة، يتم إدخال زيادة في التباين إلى جزء محدد من الصورة المكبوتة. وتحدث تبدلات التنافس الثنائي في فواصل زمنية عشوائية ومستقلة.

وهذا يعني أن مدة فترة السيادة الأخيرة لا تتنبأ بالمدة التي ستستغرقها الفترة التالية. وإذا تم تقسيم مدد السيادة إلى فئات ذات عرض متساوٍ، فإن المدرج التكراري الذي يوضح عدد مدد السيادة التي حدثت لكل طول يميل إلى أن يكون ملائماً لتوزيعه وفق توزيع مائل يعرف بدالة غاما.

تميل تأثيرات التلاعبات التجريبية على المدد الزمنية والتنافس إلى أن تظهر في شكل دالة غاما الأكثر ملاءمة في كل حالة. ستحدث العديد من مدد الهيمنة المختلفة، ولكن قد تتأثر احتمالية حدوثها بعوامل التلاعب مثل الصورتين. تؤثر السمات منخفضة المستوى على المدد النسبية لفترات الهيمنة والكبت الخاصة بها.

على سبيل المثال، إذا اختلفَت الصورتان من حيث التباين، فإن الصورة ذات التباين الأعلى ستتمتع بمدد سيطرة أطول، مما يؤدي إلى توزيع "جاما" (gamma distribution) الأكثر ملاءمة بوسيط أكبر. بالإضافة إلى ذلك، قد يعطي المراقبون المختلفون توزيعات "جاما" مختلفة لنفس مجموعة المحفزات. ومن الممكن استخدام معاملات دالة "جاما" كمتغيرات تابعة في التجربة، إلا أن العلاقة بين هذه المعاملات وشكل التوزيع ليست شفافة أو واضحة بشكل مباشر.

لذلك، قد يكون من المفيد استخدام مقياس نزعة مركزية أكثر سهولة في الوصول. ومع ذلك، ونظرًا لأن توزيع غاما قد يكون منحرفًا بشدة، فإن الوسيط للمدة الزمنية يكون في كثير من الأحيان أكثر تمثيلًا للنتائج من المتوسط. كما أن استخدام الوسيط في توزيع غير غاوسي يعني أنه ما لم يكن هناك عدد كبير من نقاط البيانات، يجب أن تكون الاختبارات الإحصائية ذات الصلة غير معلمية.

في هذا الفيديو، وصفنا طبيعة التنافس بين العينين، وعدة طرق لإحداثه، والاعتبارات التي يجب مراعاتها عند استخدامه. نأمل أن تجدوا مقدمتنا هذه مفيدة في توظيف هذه الظاهرة المذهلة.