איך ליצור ולהשתמש היריבות המשקפת

כל אחת מעינינו רואה בדרך כלל תמונה שונה מעט, והמוח משלב את שתי התמונות הללו לייצוג קוהרנטי אחד. עם זאת, כאשר העיניים נחשפות לתמונות השונות מספיק זו מזו, מתרחש דפוס של חילופים תפיסתיים, שבו תמונה אחת שולטת במודעות בעוד שהשנייה מודחקת. השליטה מתחלפת בין שתי התמונות בדרך כלל מדי כמה שניות.

תופעה תפיסית זו ידועה כדרש בינוקולרי (binocular rivalry). כדי ליצור גירוי של דרש בינוקולרי, מוצגת לכל עין תמונה שונה באותו מיקום נתפס. סרטון זה מתאר מספר דרכים זולות ופשוטות ליצירה ולשימוש בדרש בינוקולרי.

שלום, אני דייוויד כרמל. אני פוסט-דוקטורנט במחלקה לפסיכולוגיה באוניברסיטת ניו יורק. שלום, אני מייק ארקה ואני סטודנט לתואר מתקדם במחלקה לפסיכולוגיה באוניברסיטת פרינסטון.

בסרטון זה, נתאר מספר דרכים זולות ופשוטות ליצירת ושימוש בתחרות דו-עינית (binocular rivalry). תחרות דו-עינית נחשבת למועילה לחקר בחירה תפיסתית ומודעות במודלים של בני אדם ובעלי חיים כאחד, מכיוון שקלטים קבועים לכל עין מובילים להחלפות במודעות החזותית. קיימות מספר דרכים ליצירת תחרות דו-עינית, אך חוקרים חדשים בתחום אינם בטוחים לעיתים קרובות איזו שיטה תתאים בצורה הטובה ביותר לצרכיהם הספציפיים.

מטרתנו כאן היא לתאר את היתרונות והחסרונות של השיטות הנפוצות ביותר. לכן, בואו נתחיל. ניתן להשראות יריבות בינוקולרית על ידי הצגת תמונה שונה ובלתי ניתנת לפיוס בכל עין במיקומים רטינליים תואמים, במקום תמונה אחת משולבת; מה שהצופים רואים בדרך כלל הוא דפוס של חילופים תפיסתיים שבהם התמונה של כל עין שולטת בתפיסה המודעת למשך פרק זמן מסוים, בעוד התמונה השנייה מודחקת.

תקופות של דומיננטיות ודיכוי מתחלפות באופן מחזורי, כאשר רק למשך זמנים קצרים קיימת תפיסה מעורבת. ניתן להשתמש בתחרות בינוקולרית (Binocular rivalry) כדי לבחון מספר שאלות חשובות, כגון באילו שלבים בתוך ההיררכיה של העיבוד החזותי אירועים עצביים נמצאים במתאם עם חוויה מודעת? כיצד המוח פותר תחרות בין גירויים ובוחר איזה מהם להעלות למודעות?

אילו היבטים של תמונה המודחקת מהמודעות ניתנים בכל זאת לעיבוד, וכיצד עיבוד כזה עשוי להשפיע על ההתנהגות? קיימות מספר שיטות פשוטות ליצירת תצוגת יריבות בינוקולרית (binocular rivalry). בסרטון זה מוצגות השיטות הפופולריות ביותר, כולל היתרונות והחסרונות של כל שיטה.

לפני שנעבור לשיטות, עלינו להתייחס לסוגיית השמירה על קיבעון מבט (stable fixations) במהלך ניסויי יריבות בינוקולרית. לפני שנדון בשיטות ספציפיות ליצירת יריבות, חשוב להזכיר את עניין קיבעון המבט, המהווה שיקול חיוני בכל השיטות שיתוארו. בדרך כלל, עינינו פונות או מבצעות תנועות עיניים באופן שגורם לאותה תמונה מקובעת להשפיע על כל פובאה (fovea).

עם זאת, הצלחה בראייה דו-עינית תלויה בכך שכל עין תראה את אותם הדברים. אם לכל עין תוצג תמונה שונה לחלוטין, הראייה הדו-עינית תופרע כיוון שלמוח לא יהיה מידע מספיק כדי להחליט על הזווית הנכונה של הראייה הדו-עינית. הדבר עלול להפריע לתחרות דו-עינית (binocular rivalry) מכיוון ששתי התמונות עשויות שלא ליפול על מיקומים רשתיים תואמים.

לפיכך, בנוסף לתמונות השונות, התצוגה צריכה לכלול אלמנטים זהים עבור שתי העיניים. הדבר מאפשר לעיניים לשמור על מבט יציב למרות ההבדל בין האלמנטים המתחרים של התמונות. בדרך כלל, אלמנטים זהים ומייצבים כוללים נקודת קיבוע במרכז התמונות המתחרות ומסגרת מסביב לתמונות.

המסגרת יכולה להיות אחידה או בעלת טקסטורה, ויכולה להיות בכל צורה כל עוד היא זהה בשתי העיניים. תנועות עיניים אופקיות שאינן מתואמות הן סבירות יותר מתנועות אנכיות. לכן, ניתן להשתמש בסרט טקסטורה בכל צד של כל תמונה במקום במסגרת מלאה.

לבסוף, במחקרים מסוימים, מסגרת עשויה להיות לא רצויה. לדוגמה, אם הניסוי דורש שהגירויים יופיעו על רקע אחיד, במקרים אלו ניתן להשתמש בקווי NUNUs או בתמונה המופיעה רחוק יותר מהגירוי, כגון טבעות של לוח מטרה. כעת נבחן כיצד להשרות יריבות בינוקולרית.

כאן נסקור שלוש אפשרויות זולות ופשוטות, הכוללות משקפיים אדומים-כחולים, סטראוסקופ מראות ומשקפיים פריזמתיים; שימוש במשקפיים כרומטיים, בין אם אדומים, כחולים או אדומים-ירוקים, הוא שיטה פופולרית המועדפת על חוקרים רבים מכיוון שהיא הקלה והזולה ביותר לביצוע – כל שעושים הוא להשיג זוג משקפיים מצלופן הזמינים בחנויות צעצועים רבות. כאן נשתמש במשקפיים אדומים-כחולים על ידי הכנת תמונה אחת שמוצגת אך ורק על ידי האלקטרון המפיק צבע כחול (blue gun) של המסך, ותמונה שנייה שמוצגת באותו מיקום על המסך אך ורק על ידי האלקטרון המפיק צבע אדום (red gun). כל אחת מהעדשות תעביר רק אחת מהתמונות, כך ששתי התמונות השונות יפלו על מיקומים רטינליים תואמים בשתי העיניים ויתחילו להתחרות זו בזו.

שתי התמונות צריכות להכיל מידע זהה, כגון מסגרת או נקודת קיבוע, כדי להבטיח התאמה יציבה של התמונות. אלמנטים זהים אלו צריכים להיות בצבע ששתי העדשות יאפשרו להעביר, כגון שחור או לבן. שימו לב שטכניקה זו אינה קשורה לראיית צבעים.

הצבעים משמשים פשוט כדי להפריד בין שתי התמונות, כך שכל אחת תגיע לעין אחת. דבר זה אמור לעבוד גם עבור צופים עם חסר בראיית צבעים. היתרונות בשימוש במשקפיים אדומ-כחולים כוללים את העובדה שהציוד זול מאוד והגירויים קלים מאוד להכנה.

ניתן להשתמש בקלות במשקפיים אדומים-כחולים בכל שיטות הדימות העצבי, כולל MRI. ולבסוף, משקפיים אדומים-כחולים אינם דורשים קיבוע של הראש או התאמה אישית של מכשיר הצפייה עבור כל נבדק. החסרונות כוללים את העובדה שכל תמונה יכולה להכיל גוונים של צבע בודד בלבד, ולכן לא ניתן להשתמש בגירויים כרומטיים.

העדשות אינן מושלמות, ולכן תמיד תהיה רמה מסוימת של דליפה (bleed through), וכל עין תראה חלק מהתמונה של העין השנייה. דבר זה יוצר בעיה בטענה שהתמונה המודחקת לא נראתה כלל. ניתן להפחית דליפה על ידי שימוש ביותר ממסנן אחד.

לדוגמה, הרכבת שניים משקפי מגן, אחד על גבי השני, ולבסוף, משקפיים אדומים-כחולים אינם עובדים היטב עם רוב עוקבי העיניים הנוכחיים. כעת נעבור לשיטת הסטראוסקופ עם מראות. ניתן להגדיר מראות בקלות כדי להעביר תמונה שונה לכל אחת מעיני הצופה.

ראשית, הכינו שתי תמונות שונות הכוללות מספר אלמנטים זהים והציגו אותן זו לצד זו על מסך. בנייתו של סטראוסקופ מראות היא פשוטה; כל שעושים הוא להשתמש בארבע מראות ובמעמדים להצבתן. מיקמו של שני המראות כך שכל אחת מהן תהיה קרובה לעין אחת ובזווית של 45 מעלות מקו הראייה של אותה עין, והשתמשו במשענת לסנטר כדי לייצב את מיקום ראשו של הצופה.

מקמו מראה נוספת משני צדי שתי המראות הראשונות, כך שתפנה אל הגירויים בזווית של 45 מעלות, כדי שכל תמונה תיפול על מיקום תואם בכל עין. כעת, התמונות השונות אמורות להתחרות זו בזו. ברוב המקרים, נוח להשתמש באחד ממספרים של סטריאוסקופים הזמינים באופן מסחרי.

העיניים של כל צופה הן מעט שונות, ולכן בעת הצבת צופה מול התצוגה, ייתכן שיהיה צורך להתאים את זוויות המראה כדי להשיג תמונות וירג'יניות (virgins) יציבות. כאשר משתמשים בסטראוסקופ מראות, חשוב לוודא שכל עין יכולה לראות רק את התמונה שאותה היא אמורה לראות, ושתמונה זו נראית רק בנקודה שבה היא נפגשת עם התמונה השנייה. במקרים רבים, לכל עין יהיה גם קו ראיה לתמונה של העין השנייה.

כדי לחסום קו ראייה לא רצוי זה, מקמו מחיצה. לדוגמה, גיליון קרטון המשתרע מקו האמצע של הסטריאוסקופים בין עיני הצופה לעבר מרכז התצוגה, באופן שיחסום את קו הראייה אל הגירוי של העין השנייה. בעיה נוספת שעלולה להתרחש היא שכל עין עשויה לראות את התמונה שאותה היא אמורה לראות פעמיים, פעם אחת דרך המראה ופעם נוספת באופן ישיר.

פעולה זו תגרום להופעת תמונה נוספת של כל גירוי לצד המיקום שבו מתרחש התחרות (rivalry). כדי למנוע זאת, יש להתאים את היחס בין מיקום התמונות לבין המרחק של הצופה מהמסך. על מנת לבצע התאמות אלו לפני תחילת הניסוי, הכין תמונה המציגה רק את חלקי התצוגה הזהים בשתי התמונות, והשתמש בה כדי להגדיר את הסטריאוסקופ עבור כל צופה לפני הצגת גירוי התחרות.

היתרונות בשימוש בסטראוסקופים מראתיים הם שהתמונות הנפרדות מאפשרות שימוש בגירוים כרומטיים. התמונות מופרדות לחלוטין ואינן עלולות לחדור אחת לשנייה. הכנת הגירוי היא קלה ופשוטה.

כל שתי תמונות המוצגות זו לצד זו יכולות להוות השוואה אחת לשנייה. לבסוף, ניתן להשתמש בסטראוסקופים בשילוב עם מעקב עיניים. החסרונות כוללים את העובדה שסטראוסקופים מאפשרים הצגה של גירויים קטנים למדי, מכיוון שניתן להשתמש רק בחצי משדה הראייה כדי להציג כל תמונה.

לא ניתן להשתמש בסטראאוסקופים בקלות בסורק MRI, כיוון שדבר זה ידרוש שכל רכיבי הסטראאוסקופ יהיו לא-מגנטיים, וכן על ההגדרה לשלב את נטיית המראה הנוספת שדרכה נצפים גירויים בדרך כלל בסורק. לבסוף, סטראאוסקופים דורשים קיבוע של הראש וכיוונון אינדיבידואלי עבור כל נבדק. כעת נראה כיצד להשתמש במשקפי פריזמה.

שיטת משקפי המנסרה היא וריאציה על רעיון הסטראוסקופ, המשתמשת במשקפיים שבהם העדשות הן מנסרות במקום מראות. בדומה למראה, תמונות הסטראוסקופ מוצגות זו לצד זו על גבי מסך. ניתן לרכוש עדשות מנסרה מכל ספק אופטיקה מסחרי, יחד עם מסגרות פלסטיק.

כל אחד מהמנסרים שובר את האור ובכך גורם לעצמים הנמצאים בצד להיראות כאילו הם נמצאים ישר מלפנים. שני מנסרים כאלו, המכוונים לכיוונים מנוגדים, פועלים באופן דומה למראה. סטראוסקופ, האם הם ייצרו את האשליה ששתי תמונות שנמצאות למעשה פיזית אחת לצד השנייה חופפות במרחב?

שימו לב כי בעת שימוש במשקפי פריזמה, עדיין יש להשתמש במחיצה מכיוון שכל עין יכולה לראות את התמונה של העין השנייה. עם זאת, אין צורך להתאים את המרחק ואת גודל התצוגה, כיוון שלכל תמונה יש קו ראייה אחד בלבד לכל עין. היתרונות והחסרונות של משקפי פריזמה דומים לאלו של סטראוסקופים מראתי, עם הבדל משמעותי אחד.

קל להשתמש במשקפי פריזמה בסורק MRI מכיוון שניתן לייצר אותם מפלסטיק והם קומפקטיים יותר מסטראוסקופ מראות. כעת נראה כיצד להבטיח דיכוי מלא של התמונות כדי לבחון שאלות מחקר הנוגעות לעיבוד של התמונה המדוכאת. במהלך ניסויי יריבות בינוקולרית, צורה חזקה של יריבות המכונה דיכוי הבזקים רציף, או CFS בקיצור, היא המתאימה ביותר ליצירת גירוי CFS.

הצג תמונה בעלת ניגודיות נמוכה יחסית לעין אחת. זו תהיה התמונה המודחקת. הצג תמונה בעלת ניגודיות גבוהה המשתנה במהירות לעין השנייה.

זו תהיה מסכת ה-CFS הדומיננטית כדי להשיג יעילות מרבית. מסכת ה-CFS צריכה להשתנות בקצב של בין 10 ל-20 hertz. ניתן להשרות CFS באמצעות כל שיטות היריבתיות שתוארו קודם לכן בסרטון זה, בעת שימוש בסטראוסקופ מראות או במשקפי פריזמה.

מסכת CFS המורכבת מאלמנטים רבים, קטנים וצבעוניים היא יעילה ביותר. עם זאת, מסכת CFS המורכבת מאלמנטים בגווני אפור יכולה להיות יעילה גם היא בעת שימוש במשקפיים אדומים-כחולים. מסכת CFS יכולה להיות מורכבת מאלמנטים רבים שהם כולם באותו צבע.

אם תצפו בסרטון זה באמצעות משקפיים באדום וכחול, סביר להניח שתחוו זליגה רבה של צבעים בשל דחיסת הווידאו שבוצעו כדי למקסם את הסיכויים לדיכוי מלא. התאימו את רמת הניגודיות של התמונה המדוכאת לפני תחילת הניסוי. החלפות בין התמונה הדומיננטית לתמונה המדוכאת הן בדרך כלל הדרגתיות ויכולות להיות איטיות למדי, מה שאומר שחלק ניכר מזמן הצפייה מוקדש לשלבים מעורבים.

הצורה הספציפית של פאזות מעורבות משתנה בין צופים ועבור גירויים שונים. מוצגות כאן שתי צורות נפוצות של פאזות מעורבות. ראשית, בתחרות מקטעת (piecemeal rivalry), פאזה מעורבת יכולה לכלול תמונה מודחקת שהופכת לדומיננטית בהדרגה, באמצעות מספר גדל והגדל של טלאים דומיננטיים על פני הגירוי.

שנית, שלב מעורב עשוי להתרחש גם באמצעות גל של דומיננטיות הסוחף לרוחב התמונה. כדי להשרות גל כזה, יש להוסיף עלייה בניגודיות (contrast increment) לחלק ספציפי של התמונה המדוכאת. חילופים של יריבות דו-עינית (binocular rivalry) מתרחשים במרווחי זמן בעלי משך זמן אקראי ובלתי תלוי.

משמעות הדבר היא שמשך פרק הזמן של השליטה האחרונה אינו מנבא את משכו של פרק הזמן הבא. אם מחלקים את משכי השליטה למקטעים ברוחב שווה, היסטוגרמה המראה כמה משכי שליטה מכל אורך התרחשו נוטה להתאים היטב להתפלגות עם התסמיכות המוכרת כפונקציית גמא.

השפעותיהן של מניפולציות ניסיוניות על משכי הזמן והתחרות נוטות להתבטא בצורתה של פונקציית גמא בעלת ההתאמה הטובה ביותר בכל תנאי. יתרחשו משכי זמן דומיננטיות שונים רבים, אך הסבירות להתרחשותם עשויה להשתנות על ידי גורמי המניפולציה, כגון שתי התמונות. מאפיינים ברמה נמוכה משפיעים על משכי הזמן היחסיים של תקופות הדומיננטיות והדיכוי שלהם.

לדוגמה, אם שתי התמונות שונות בניגודן, לתמונה בעלת הניגודיות הגבוהה יותר יהיו משכי דומיננטיות ארוכים יותר, מה שיוביל להתאמה מיטבית של התפלגות גמא עם חציון גבוה יותר. בנוסף, צופים שונים עשויים להניב התפלגויות גמא שונות עבור אותה קבוצת גירויים. ניתן להשתמש בפרמטרים של פונקציית הגמא כמשתנים תלויים בניסוי, אך הקשר בין פרמטרים אלו לבין צורת ההתפלגות אינו שקוף באופן מיידי.

לפיכך, מדד נטייה מרכזית נגיש יותר עשוי להיות שימושי. עם זאת, מכיוון שהתפלגות גמא עשויה להיות בעלת אסימטריה גבוהה, החציון של משך הזמן מייצג את התוצאות לעיתים קרובות יותר מאשר הממוצע. שימוש בחציון של התפלגות שאינה גאוסיאנית פירושו גם שכל עוד אין מספר גדול של נקודות נתונים, יש להשתמש במבחנים סטטיסטיים לא-פרמטריים.

בסרטון זה תיארנו את טבעה של יריבנות בינוקולרית (binocular rivalry), מספר שיטות ליצירתה, ואילו שיקולים יש להביא בחשבון בעת השימוש בה. אנו מקווים שהמבוא שלנו יסייע לכם בשימוש בתופעה מרתקת זו.