Cómo crear y utilizar la rivalidad binocular

Cada uno de nuestros ojos normalmente ve una imagen ligeramente diferente, y el cerebro combina estas dos imágenes en una única representación coherente. Sin embargo, cuando los ojos reciben imágenes que son lo suficientemente diferentes entre sí, se produce un patrón de alternancias perceptivas, en el que una imagen domina la conciencia mientras que la otra queda suprimida. La dominancia alterna entre las dos imágenes generalmente cada pocos segundos.

Este fenómeno perceptivo se conoce como competencia binocular. Para crear un estímulo de competencia binocular, se presenta a cada ojo una imagen diferente en la misma ubicación percibida. Este video describe varias formas sencillas y económicas de crear y utilizar la competencia binocular.

Hola, soy David Carmel. Soy investigador posdoctoral en el Departamento de Psicología de la Universidad de Nueva York. Hola, soy Mike Arca y soy estudiante de posgrado en el Departamento de Psicología de la Universidad de Princeton.

En este video, describiremos algunas formas económicas y sencillas de crear y utilizar la rivalidad binocular. La rivalidad binocular se considera útil para estudiar la selección perceptiva y la conciencia en modelos humanos y animales, ya que entradas invariables en cada ojo provocan alternancias en la conciencia visual. Existen varios métodos para generar rivalidad binocular, pero quienes se inician en el campo suelen tener dudas sobre cuál método se ajustaría mejor a sus necesidades específicas.

Nuestro objetivo aquí es describir las ventajas y desventajas de los métodos más comunes. Comencemos. La competencia binocular puede inducirse presentando a cada ojo una imagen diferente e irreconciliable en ubicaciones retinianas correspondientes, en lugar de una imagen combinada única; lo que normalmente ven los observadores es un patrón de alternancias perceptivas en el que la imagen de cada ojo domina la percepción consciente durante un cierto período, mientras que la imagen del otro ojo queda suprimida.

Los períodos de dominancia y supresión se invierten periódicamente, con breves duraciones de percepción mixta. La rivalidad binocular puede utilizarse para examinar varias preguntas importantes, como ¿en qué etapas de la jerarquía del procesamiento visual se correlacionan los eventos neuronales con la experiencia consciente? ¿Cómo resuelve el cerebro la competencia entre estímulos y elige cuál llevar a la conciencia?

¿Qué aspectos de una imagen que se suprime de la conciencia pueden, sin embargo, ser procesados, y cómo puede afectar dicho procesamiento al comportamiento? Existen varios métodos sencillos para crear una presentación de rivalidad binocular. En este video, se describen los métodos más populares, incluyendo las ventajas e inconvenientes de cada uno.

Antes de entrar en los métodos, debemos abordar el problema de mantener vírgenes estables durante los experimentos de rivalidad binocular. Antes de entrar en métodos específicos para crear rivalidad, es importante mencionar el tema de las vírgenes estables, que es una consideración fundamental en todos los métodos que se describirán. Normalmente, nuestros ojos giran o realizan movimientos de vírgenes de manera que la misma imagen fijada cae sobre cada fóvea.

Sin embargo, los virgenes exitosos dependen de que cada ojo vea las mismas cosas. Si se presenta a cada ojo una imagen completamente diferente, los virgenes se verán interrumpidos porque el cerebro no tendrá suficiente información para decidir el ángulo correcto del virgen. Esto puede alterar la competencia binocular, ya que las dos imágenes pueden no caer en ubicaciones retinianas correspondientes.

Por lo tanto, además de las diferentes imágenes, la presentación debe contener elementos que sean idénticos para ambos ojos. Esto permite a los ojos mantener una mirada estable a pesar de la diferencia entre los elementos rivales de las imágenes. Por lo general, los elementos idénticos estabilizadores incluyen un punto de fijación en el centro de las imágenes rivales y un marco alrededor de las imágenes.

El marco puede ser uniforme o texturizado y puede tener cualquier forma, siempre que sea idéntico en ambos ojos. Es más probable que ocurran movimientos oculares horizontales no correlacionados que verticales. Por lo tanto, se puede utilizar una barra texturizada a cada lado de cada imagen en lugar de un marco completo.

Finalmente, en algunos estudios, un marco puede ser indeseable. Por ejemplo, si el experimento requiere que los estímulos aparezcan sobre un fondo uniforme, en tales casos, es posible utilizar líneas NUNUs o una imagen que aparezca más alejada del estímulo, como anillos de diana. Ahora veamos cómo inducir la competencia binocular.

Aquí revisaremos tres opciones económicas y sencillas, incluyendo gafas rojo-azul, el estereoscopio de espejo y gafas de prismas utilizando gafas cromáticas, ya sean rojo-azul o rojo-verde, que es un método popular preferido por muchos investigadores porque es el más fácil y económico de implementar; todo lo que se necesita es un par de gafas de celofán disponibles en muchas tiendas de juguetes. Aquí utilizaremos gafas rojo-azul configuradas preparando una imagen que se muestra únicamente mediante el cañón azul del monitor y otra que se muestra en la misma ubicación de la pantalla únicamente mediante el cañón rojo. Cada uno de los lentes solo permitirá el paso de una de las imágenes, de modo que las dos imágenes diferentes caerán en localizaciones retinianas correspondientes en los dos ojos y comenzarán a competir entre sí.

Las dos imágenes deben contener información idéntica, como un marco o un punto de fijación, para garantizar vírgenes estables. Estos elementos idénticos deben estar en un color que ambas lentes permitan pasar, como el negro o el blanco. Tenga en cuenta que esta técnica no tiene relación alguna con la visión del color.

Los colores simplemente se utilizan para separar las dos imágenes, asignando cada una a un ojo. Esto debería funcionar incluso para observadores con visión anormal del color. Las ventajas del uso de gafas rojo-azul incluyen que el equipo es muy económico y que los estímulos son muy fáciles de preparar.

Las gafas rojo-azul se pueden utilizar fácilmente con todos los métodos de neuroimagen, incluida la IRM. Y finalmente, las gafas rojo-azul no requieren estabilización de la cabeza ni ajuste individual del dispositivo de visualización para cada observador. Las desventajas incluyen que cada imagen solo puede contener tonos de un único color, por lo que no se pueden usar estímulos cromáticos.

Las lentes no son perfectas, por lo que siempre habrá algo de paso cruzado y cada ojo verá parte de la imagen del otro ojo. Esto crea un problema para afirmar que la imagen suprimida no fue vista por completo. El paso cruzado puede reducirse utilizando más de un filtro.

Por ejemplo, usar dos gafas, una encima de la otra, y finalmente gafas rojo-azul no funciona bien con la mayoría de los rastreadores oculares actuales. Ahora pasemos al método del estereoscopio con espejos. Los espejos pueden configurarse fácilmente para proyectar una imagen diferente a cada uno de los ojos del observador.

Primero, prepare dos imágenes diferentes que tengan algunos elementos idénticos y colóquelas una al lado de la otra en un monitor. Un estereoscopio de espejos es fácil de construir; todo lo que se necesita son cuatro espejos y soportes para montarlos en posición. Coloque dos espejos de manera que cada uno esté cerca de un ojo y a un ángulo de 45 grados respecto a la línea de visión de ese ojo; utilice un reposacabezas para estabilizar la posición de la cabeza del observador.

Coloque otro espejo a cada lado de los dos primeros espejos, orientados hacia los estímulos con un ángulo de 45 grados, de modo que cada imagen caiga en una ubicación correspondiente en cada ojo. Las imágenes disímiles ahora deberían competir entre sí. En la mayoría de los casos, resulta conveniente utilizar uno de varios estereoscopios disponibles comercialmente.

Los ojos de cada observador son un poco diferentes, por lo que al colocar a un observador frente a la pantalla, puede ser necesario ajustar los ángulos del espejo para obtener vírgenes estables. Al usar un estereoscopio de espejo, es importante asegurarse de que cada ojo solo pueda ver la imagen que le corresponde, y que esta imagen solo se vea en la ubicación donde compite con la otra imagen. En muchos casos, cada ojo también tendrá una línea de visión hacia la imagen destinada al otro ojo.

Para bloquear esta línea no deseada de visión, coloque un divisor. Por ejemplo, una hoja de cartón que se extienda desde la línea media del estereoscopio entre los ojos del observador hacia el centro de la pantalla, de tal manera que bloquee la línea de visión hacia el estímulo del otro ojo. Un problema adicional que puede ocurrir es que cada ojo pueda ver la imagen que debería ver dos veces: una vez a través del espejo y otra vez directamente.

Esto hará que aparezca una imagen adicional de cada estímulo junto al lugar donde ocurre la competición. Para evitarlo, ajuste la relación entre la ubicación de las imágenes y la distancia del observador respecto a la pantalla. Con el fin de realizar estos ajustes antes de que comience el experimento, prepare una imagen que muestre únicamente las partes de la pantalla que son idénticas en ambas imágenes y que se utilice para configurar el estereoscopio para cada observador antes de presentar el estímulo de competición.

Las ventajas del uso de estereoscopios de espejo son que las imágenes separadas permiten el uso de estímulos cromáticos. Las imágenes son completamente independientes y no pueden interferir entre sí. La preparación del estímulo es fácil y sencilla.

Cualquier par de imágenes presentadas lado a lado pueden competir entre sí. Finalmente, los estereoscopios pueden utilizarse en combinación con el seguimiento ocular. Las desventajas incluyen que los estereoscopios solo permiten la presentación de estímulos bastante pequeños porque solo se puede utilizar la mitad del campo visual para presentar cada imagen.

Los estereoscopios no pueden utilizarse fácilmente en un escáner de MRI, ya que esto requeriría que todos los elementos del estereoscopio fueran no magnéticos, y además la configuración tendría que incorporar la inclinación adicional del espejo a través del cual normalmente se observan los estímulos en el escáner. Y finalmente, los estereoscopios requieren estabilización de la cabeza y un ajuste individual para cada observador. Ahora veamos cómo usar gafas de prismas.

El método de las gafas con prismas es una variación de la idea del estereoscopio que utiliza gafas en las que las lentes son prismas en lugar de espejos. Al igual que con un estereoscopio de espejos, las imágenes se presentan lado a lado en un monitor. Las lentes prismáticas pueden adquirirse a cualquier proveedor óptico comercial junto con monturas de plástico.

Cada uno de los prismas desvía la luz, haciendo que los objetos que están a un lado parezcan estar directamente al frente. Dos prismas de este tipo, orientados en direcciones opuestas, actúan de la misma manera que un espejo. ¿Crearían un estereoscopio la ilusión de que dos imágenes que en realidad están físicamente una al lado de la otra se superponen en el espacio?

Téngase en cuenta que al usar gafas de prisma, aún es necesario utilizar un divisor, ya que cada ojo puede ver la imagen del otro ojo. Sin embargo, no es necesario ajustar la distancia ni el tamaño de la pantalla, porque cada imagen tiene solo una línea de visión hacia cada ojo. Las ventajas y desventajas de las gafas de prisma son similares a las de los estereoscopios de espejo, con una gran diferencia.

Es fácil utilizar gafas prismáticas en un escáner de MRI, ya que pueden fabricarse de plástico y son más compactas que un estereoscopio de espejos. Ahora veamos cómo garantizar la supresión completa de las imágenes para abordar preguntas de investigación relacionadas con el procesamiento de la imagen suprimida. Durante experimentos de rivalidad binocular, una forma intensa de rivalidad conocida como supresión intermitente continua o CFS, por sus siglas en inglés, es la más adecuada para crear un estímulo CFS.

Presente una imagen con contraste relativamente bajo a un ojo. Esta será la imagen suprimida. Presente al otro ojo una imagen de alto contraste y cambio rápido.

Esta será la máscara de SFC dominante para ser máximamente efectiva. La máscara de SFC debe cambiar a una velocidad entre 10 y 20 hercios. El SFC puede inducirse utilizando todos los métodos de competición descritos anteriormente en este video cuando se emplea un estereoscopio de espejo o gafas de prismas.

La máscara de CFS compuesta por muchos elementos pequeños y coloridos es muy eficaz. Sin embargo, una máscara de CFS compuesta por elementos en escala de grises también puede ser eficaz al usar gafas rojo-azul. La máscara de CFS puede estar compuesta por muchos elementos que tienen todos el mismo color.

Si observa este video con gafas rojo-azul, probablemente experimentará una gran cantidad de filtración debido a la compresión del video, que se realizó para maximizar las posibilidades de supresión completa. Ajuste el nivel de contraste de la imagen suprimida antes de que comience el experimento. Las alternancias, en las que la imagen dominante y la suprimida cambian, suelen ser graduales y pueden ser bastante lentas, lo que significa que una parte considerable del tiempo de observación se dedica a fases mixtas.

La forma específica de las fases mixtas varía entre observadores y para diferentes estímulos. Aquí se muestran dos formas comunes de fases mixtas. Primero, en la competencia fragmentaria, una fase mixta puede consistir en la imagen suprimida que gradualmente se vuelve dominante mediante un número creciente de fragmentos dominantes a lo largo del estímulo.

Segundo, una fase mixta también puede ocurrir mediante una ola de dominancia que recorre la imagen. Para inducir dicha ola, introduzca un incremento de contraste en una parte específica de la imagen suprimida. Las alternancias en la rivalidad binocular ocurren en intervalos de duración aleatorios e independientes.

Esto significa que la duración del último intervalo de dominancia no predice cuánto tiempo durará el siguiente. Si las duraciones de dominancia se dividen en intervalos con un ancho igual, un histograma que muestra cuántas duraciones dominantes de cada longitud ocurrieron tiende a ajustarse bien a una distribución asimétrica conocida como una función gamma.

Los efectos de las manipulaciones experimentales sobre las duraciones y la competencia tienden a manifestarse en la forma de la función gamma de mejor ajuste en cada condición. Ocurrirán muchas duraciones de dominancia diferentes, pero la probabilidad de estas podría alterarse por factores de manipulación como las dos imágenes. Las características de bajo nivel afectan las duraciones relativas de sus períodos de dominancia y supresión.

Por ejemplo, si las dos imágenes difieren, en contraste, la imagen con mayor contraste tendrá duraciones de dominancia más largas, lo que lleva a una distribución gamma de mejor ajuste con una mediana mayor. Además, diferentes observadores pueden producir diferentes distribuciones gamma para el mismo conjunto de estímulos. Es posible utilizar los parámetros de la función gamma como variables dependientes en un experimento, pero la relación entre estos parámetros y la forma de la distribución no es inmediatamente evidente.

Por lo tanto, puede ser útil una medida de tendencia central más accesible. Sin embargo, debido a que la distribución gamma puede estar altamente sesgada, la duración mediana, en lugar de la media, representa con mayor frecuencia los resultados. Utilizar la mediana de una distribución no gaussiana también implica que, a menos que exista un gran número de puntos de datos, las pruebas estadísticas pertinentes deben ser no paramétricas.

En este video, hemos descrito la naturaleza de la competencia binocular, varios métodos para generarla y las consideraciones que deben tenerse en cuenta cuando se utiliza. Esperamos que nuestra introducción les sea útil para emplear este fenómeno tan fascinante.