Časť 1: Transsaccadická integrácia sa spolieha na obmedzený pamäťový zdroj

pre viac information:ali.ma@wecistanche.com

Pls kliknite sem do časti 2

Kliknutím na položkuvýhody cistanchu a vedľajšie účinky pre pamäť

Saccadické pohyby očí spôsobujú rozsiahle transformácie obrazu padajúceho na sietnicu. Namiesto toho, aby sa vizuálne spracovanie začalo odznova po každom sakáde, vizuálny systém kombinuje post-saccadické informácie s vizuálnym vstupom spred sakády. Rozhodujúce je, že relatívny prínos každého zdroja informácií je vážený podľa ich presnosti, v súlade so zásadami optimálnej integrácie. Zdôvodnili sme to tým, že ak sa v obchode s obmedzeným obsahom zdrojov zachová predsapacický vstup, napríklad vizuálna prácapamäť, jeho presnosť bude závisieť od počtu uložených položiek, ako aj od ich pozornosti. Pozorovatelia odhadli farbu podnetov, ktoré sa počas sakády nepostrehnuteľne zmenili, a skúmali sme, kde správy padli na kontinuum medzi pred-a post-saccadickými hodnotami. Skreslenie smerom k post-saccadickej farbe sa zvýšilo so nastavenou veľkosťou predsakického displeja, čo je v súlade so zvýšeným vážením post-saccadického vstupu, pretože presnosť predsaccadickej reprezentácie klesala. V druhom experimente sme skúmali, či transsaccadicpamäťzdroje sa prednostne prideľujú na prioritne prioritné položky s prioritou pozornosti. Podnet so šípkou označil jednu predsaccadickú položku ako väčšiu pravdepodobnosť, že bude vybraná pre zostavu. Ako sa predpokladalo, platné podnety zvýšili presnosť odozvy a neobjektívne reakcie na predsaccadickú farbu. Dospeli sme k záveru, že transsaccadická integrácia sa spolieha na obmedzenúpamäťzdroj, ktorý je flexibilne rozdelený medzi predsaccadické podnety.

Pretože ľudská zraková ostrosť je najvyššia vo fovea a klesá ako funkcia výstrednosti, často pohybujeme očami, aby sme priniesli objekty záujmu do foveálneho videnia s vysokou ostrou ostrou stránkou (Yarbus, 1967). Nasmerujeme však náš pohľad na jedno miesto

Nevyhnutne to znamená odtrhnúť ho od ostatných. Na podporu podrobného a stabilného vnímania scény cez posuny vyvolané pohybom očí sa navrhlo, aby sa informácie z predchádzajúcich fixácií mohli použiť na doplnenie súčasných foveálnych vstupov v procese známom ako transsaccadická integrácia (Irwin & Andrews, 1996).

Pretože transsaccadická integrácia sa spolieha na informácie z nedávnej minulosti, aby uľahčila výkon v súčasnosti, intuitívnou hypotézou je, že vizuálna prácapamäťprispieva k tomuto procesu (Aagten-Murphy & Bays, 2019; Irwin, 1991; Prime, Vesia, & Crawford, 2011). Pracovná pamäť sa vzťahuje na krátkodobé ukladanie schopné udržiavať obmedzené množstvo informácií v aktívnom stave, aby boli k dispozícii na kognitívne spracovanie (Baddeley & Hitch, 1974). Myšlienka, že vizuálna pracovná pamäť by mohla podporovať aj percepčné procesy, nie je nová, pretože už bola zapojená do riešenia nejednoznačného vnímania (Kang, Hong, Blake, & Woodman, 2011; Scocchia, Valsecchi, Gegenfurtner, & Triesch, 2013), vizuálne vyhľadávanie (Desimone & Duncan, 1995) a sekvenčné stimulačné predsudky (Bliss, Sun, & D'Esposito, 2017; Fritsche, Mostert, & de Lange, 2017).

Informácie o predsaccadickom objekte uchovávané pri prácipamäťmohli by – s vhodnými transformáciami, ktoré by zodpovedali posunu sietnice vyvolanému sakádou (Bays & Husain, 2007; Bridgeman, Van der Heijden, & Velichkovskij, 1994; Burr & Morrone, 2011) - slúži ako ďalší zdroj informácií na zlepšenie post-saccadického vnímania. Predchádzajúci výskum, t. j. ako vážený priemer zohľadňuje relatívnu spoľahlivosť každého vstupu (Oostwoud Wijdenes, Marshall, & Bays, 2015). Spriemerovaním nezávislého hluku môže výsledné integrované označenie vykazovať väčšiu presnosť ako ktorýkoľvek samotný zdroj (Ganmor, Landy, & Simoncelli, 2015; Vlk & Schutz, 2015).

Napriek svojej intuitívnosti, priamym dôkazom zapojenia vizuálnej prácepamäťtranssaccadická integrácia je riedka. Niekoľko štúdií skúmalo vplyv zásahov saccadov na pracovné pamäťové úlohy. Prime, Tsotsos, Keith a Crawford (2007) nepozorovali žiadny rozdiel v úlohe zmeny diskriminácie medzi podmienkami, v ktorých bola pozícia pohľadu zachovaná alebo zmenená medzi následnými prezentáciami stimulov, čo naznačuje, že samotné saccady samy o sebe nezhoršujú fungovanie vizuálnej práce.pamäťani ho nenahrádzajte samostatným transsaccadickým obchodom. Dve štúdie používajúce metódy citlivé napamäťpresnosť (Melcher & Piazza, 2011; Schut, Van der Stoep, Postma, & Van der Stigchel, 2017; Shao et al., 2010) zistil, že vytvorenie saccade na vizuálnu položku, ktorá bola irelevantná prepamäťúloha zhoršila presnosť následného vyvolania pamäťového poľa, pričom zníženie výkonu sa rovná zvýšeniu nastavenej veľkosti obsahu pracovnej pamäte o jednu položku (Schut et al., 2017). To naznačuje, že pridelenie pamäťových zdrojov k cieľu saccade je povinné.

transsaccadická integrácia, ale je tiež v súlade s používaním vizuálnej prácepamäťuľahčiť iné vnímavé alebo kognitívne procesy, napr. uľahčiť vizuálne vyhľadávanie (Oh & Kim, 2004; Woodman & Luck, 2004) alebo zmeny pozornosti po sakáde (Hollingworth & Matsukura, 2019).

K dnešnému dňu najpriamejšie dôkazy podporujúce zapojenie prácepamäťv transsaccadickej integrácii pochádza zo štúdie Stewarta a Schütza (2018). Rovnako ako v predchádzajúcich štúdiách, títo autori pozorovali transsaccadické výkonnostné výhody pri odhade jediného stimulu, ktorý bol blízky predpovediam založeným na optimálnej integrácii pred-a post-saccadického vstupu. Keď však umiestnili rovnakú úlohu do obdobia údržby typickej vizuálnej práce s jednou položkoupamäťúloha, nenašli žiadny významný výkonnostný prínos oproti najlepšiemu individuálnemu pohľadu na stimul (pre-alebo post-saccadic). Inými slovami, zavedenie vizuálnej pracovnej pamäte zrušilo dôkazy o transsaccadickej integrácii. Aj keď tento výsledok silne naznačuje dostupnosť prácepamäťje dôležité získať výhody integrácie, návrh s dvoma úlohami ponecháva jeho presnú úlohu neistú. Okrem toho zistenie, že pamäťová záťaž jednej položky takmer úplne zrušila transsaccadickú integráciu, je neočakávaná, vzhľadom na rozsiahle dôkazy, že pri práci je možné zachovať viac položiek súčasnepamäť(pozri tiež Melcher, 2009; Melcher & Fracasso, 2012 pre dôkaz, že iné transsaccadické účinky majú kapacity väčšie ako jeden).

Jedna z definujúcich čŕt vizuálnej prácepamäťje, že informácie, ktoré môže uchovávať, sú veľmi obmedzené (Alvarez & Cavanagh, 2004; Cowan, 1998; Šťastie & Vogel, 1997). V úlohách analógovej správy sa tento limit prejavuje ako pokles vernosti pripomínania, keď sa zvyšuje počet položiek v pamäti (Ma, Husain, & Bays, 2014; Schneegans, Taylor, & Bays, 2020; van den Berg, Shin, Chou, George, & Ma, 2012; Zhang & Luck, 2008). Okrem toho, prácapamäťalokácia je flexibilná, takže zdroje môžu byť prednostne nasmerované na konkrétne položky na základe priority správania (Bays, 2014; Bays & Husain, 2008; Oberauer & Lin, 2017; Schmidt, Vogel, Woodman, & Luck, 2002; Yoo, Klyszejko, Curtis, & Ma, 2018). V tejto štúdii sme skúmali, ako prideľovanie prácepamäťna predsaccadické položky ovplyvňuje transsaccadickú integráciu. Získanie citlivého a odstupňovaného odhadu prácepamäťalokácia, použili sme relatívnu váhu pred-a post-saccadic vstupov pri odhade farby položky ako nášho hlavného výkonnostného merania. Na základe predchádzajúcich štúdií (Ganmor, Landy, & Simoncelli, 2015; Oostwoud Wijdenes et al., 2015; Wolf & Schutz, 2015), očakávali sme, že toto váženie bude odrážať relatívnu spoľahlivosť pred-a post-saccadických informácií.

Experiment 1:

Tu sme skúmali, či transsaccadická integrácia závisí od obmedzeného zdroja manipuláciou s veľkosťou predsakickej množiny. Ak úloha vizuálnej prácepamäťv transsaccadickej integrácii je ukladanie predsaccadických vstupov, očakávali by sme, že kvalita informácií dostupných pre integráciu sa zníži so zvyšujúcim sa počtom položiek v predsapacickom obraze. Na otestovanie tejto predpovede sme pozorovateľom predstavili jeden až štyri farebné disky v periférnom videní predtým, ako sme ich vyzvali, aby vykonali horizontálny sakádu okolo stimulačného poľa. Počas sakády zmizli všetky disky okrem jedného a farba zvyšného disku sa mierne zmenila. Účastníci boli požiadaní, aby nahlásili farbu tohto disku, a my sme použili rozdelenie ich odpovedí vzhľadom na pred-a post-saccadické farby na posúdenie hmotnosti priradenej každému vstupu. Pretože zmena farby bola malá a nastala, keď sa oko pohybovalo, očakávali sme, že účastníci o tom väčšinou nebudú vedieť. Tento predpoklad sme testovali v štruktúrovanom rozhovore po experimente.

Metódy

Účastníkov

Štrnásť účastníkov (9 žien) vo veku od 20 do 35 rokov (priemer = 24,7) sa zúčastnilo experimentu 1.

Obrázok 1. Príklad skúšobnej sekvencie v experimente 1 (nie na mierku) pre skúšobnú verziu so nastavenou veľkosťou tri. Prerušované červené kruhy predstavujú fixácie pohľadu. Prerušovaná červená šípka predstavuje vektor sakády. Podnet sa zmenil, akonáhle pohľad prekročil vertikálnu stredovú čiaru obrazovky. Zmena farby je na ilustračné účely prehnaná.

Účastníci hlásili normálnu alebo upravenú na normálnu zrakovú ostrosť. Normálne farebné videnie bolo zabezpečené skríningovým testom (Ishihara, 1972) vykonaným pred štúdiou. Účastníci boli naivní, pokiaľ ide o účel experimentu a kompenzovali platbou vo výške 10 libier za hodinu. Experimenty boli schválené etickou komisiou cambridgeskej psychológie.

Informovaný súhlas bol získaný v súlade s Helsinskou deklaráciou.

Prístroje a podnety

Podnety boli prezentované na 27-palcovom monitore Asus ROG PG279Q (obnovovacia frekvencia 144 Hz, 2560 × 1440 pixelov, režim ULMB a vypnuté pretaktovanie)

v pozorovacej vzdialenosti 60 cm. Pozadie obrazovky bolo počas celého experimentu čierne (0,3 cd/m2). Poloha očí bola sledovaná online pomocou stolového EyeLink 1000 (SR Research). Generovanie stimulov a prezentácia boli implementované v Matlabe pomocou súboru psychofyzík (Kleiner, Brainard, & Pelli, 2007). Vlastný kód použil vysoko presný časovač udalostí pc čipsetu na synchronizáciu displeja a sledovača očí, ktorý bol vzorkovaný asynchrónne na 1000 Hz. Merali sme priemerné oneskorenie vstupu (definované ako interval medzi požiadavkou softvéru na aktualizáciu obrazovky a 90% požadovanej zmeny svietivosti dokončenou) približne 11 ms, čo je v súlade s hodnotami, ktoré boli predtým hlásené pre tento displej (Fabius, Fracasso, Nijboer, & Van der Stigchel, 2019; Čang a kol., 2018).

Návrh a postup

Skúšobná sekvencia je znázornená na obrázku 1. Každá skúška sa začala prezentáciou sivej fixačnej bodky (priemer 0,5 stupňa zorného uhla, 71,3 cd/m2) na rovnomerne čiernom pozadí (0,3 cd/m2). V závislosti od smeru sakády sa fixačná bodka zobrazila o 6 stupňov vľavo alebo vpravo od stredu obrazovky. Štyri písmená (A, B, C a D) boli prezentované na možných stimulačných miestach, ktoré sa nachádzajú na pomyselnom kruhu polomeru 4 stupňov sústredeného na fixačnej bodke, v uhlových polohách (-60 stupňov, –20 stupňov, +20 stupňov a +60 stupňov), kde

0 stupňov je v horizontálnom smere smerom k stredu displeja. Po fixácii bola udržiavaná do 2 stupňov od fixačnej bodky po určitú dobu

500 ms, druhá bodka (cieľ saccade) sa objavila pri horizontálnom posune (a teda požadovanej amplitúde saccade) 12 stupňov od prvého fixačného bodu. Tento bod naznačil miesto, kam sa museli pozorovatelia po prijatí signálu vzdať. Všimnite si, že nebolo možné usporiadať štyri stimulačné miesta tak, aby boli súčasne rovnocenné z predsaccadických aj post-saccadických fixačných bodov. Rozhodli sme sa urobiť všetky štyri polohy rovnocennými od predsaccadickej fixácie, čo viedlo k tomu, že pozície A a D boli ďalej od postsaccadického fixačného bodu ako B a C (10,0 stupňov vs.

Po 500 ms ďalšej fixácie boli písmená nahradené jedným, dvoma, tromi alebo štyrmi farebnými diskami (priemer 1 stupeň). Farby boli náhodne nakreslené z kruhu v priestore CIELAB (L = 74, pôvod na a = b = 0, polomer 40). Pre nastavené veľkosti jedna až tri boli náhodne vybrané neobsadené pozície, ktoré boli vyvážené v štúdiách a vyplnené sivými zástupnými bodkami (priemer 0,3 stupňa), aby sa znížila priestorová neistota. Tento predsadický displej bol prezentovaný pre 1000 ms. Po ďalších 1000 ms zmizla pôvodná fixačná bodka a súčasne sa hralo pípnutie,

narážanie účastníka, aby čo najrýchlejšie vykonal pohyb očí k cieľu saccade.

Akonáhle pohľad prekročil vertikálnu stredovú čiaru obrazovky, všetky okrem jednej z predsakických položiek (umiestnenie vyvážené v štúdiách) boli nahradené zástupnými bodkami. Farba zostávajúcej (t. j. postsaccadickej) položky sa posunula buď v smere hodinových ručičiek (CW) alebo proti smeru hodinových ručičiek (CCW) o 25 stupňov na farebnom kruhu. Smer tohto posunu bol zvolený náhodne. Post-saccadická položka bola zobrazená až do 300 ms po tom, čo softvér na sledovanie očí zistil kompenzáciu saccade.

post-saccadická položka, farebné koleso (s priemerom 5 stupňov; náhodne otočené) sa objavilo okolo postsaccadickej fixačnej bodky. V strede kolesa sa zobrazilo písmeno označujúce polohu postsaccadickej položky. Účastníci boli poučení, aby klikli na farbu na kolese, ktorá najlepšie zodpovedala zapamätanej farbe položky uvedenej v písmene. Písmená boli použité ako nezamaskovací podnet na označenie toho, ktorú položku sa má nahlásiť; hoci písmeno vždy označovalo položku, ktorá zostala viditeľná po sakáde, pilotné testovanie odhalilo, že účastníci často nevedeli, že jedna z položiek bola zobrazená dlhšie ako farebné koleso, narážka centrálneho písmena bola nahradená diskom (priemer 1 stupeň), ktorý naznačoval farbu pod aktuálnou polohou myši. Po zaregistrovaní odpovede bolo koleso nahradené predsapacickou fixačnou bodkou, čím sa začalo ďalšie skúšanie.

2 stupne od predsaccadic fixačnej bodky kedykoľvek pred saccade, ak by saccade neiniciovala 500 ms po zmiznutí predsapacnej fixačnej bodky, ak saccade pristála ďalej ako

2,5 stupňa od postsaccadickej fixačnej bodky, ak sacháda trvala dlhšie ako 150 ms alebo ak bolo hlásené žmurknutie predtým, ako sa objavilo farebné koleso. Po prerušení skúšobnej verzie sa zobrazila správa so spätnou väzbou pre

2 sekundy v strede obrazovky a skúška rovnakého experimentálneho stavu bola pripojená ku koncu bloku.

Pozorovatelia dokončili 480 úspešných skúšok distribuovaných v štyroch blokoch po 120 skúškach. V rámci každého bloku bola náhodne prepojená nastavená veľkosť a umiestnenie nahlásenej položky. Každé sedenie sa začalo tréningovým blokom, v ktorom boli účastníci vyškolení na zložku pohybu očí experimentu. V tejto praktickej úlohe bola farebná správa nahradená spätnou väzbou o tom, či sakáda splnila všetky experimentálne požiadavky. Chybové hlásenia boli pri spustení experimentátorom vysvetlené verbálne. Prax pokračovala, až kým si účastníci neboli istí okulomotorickým aspektom úlohy.

Analýza

Primárnym meradlom záujmu bola zaujatosť a rozptyl farebných reakcií vo vzťahu k pred-a post-saccadickej farbe sondovanej položky. Odhadli sme ich ako kruhovú strednú a kruhovú smerodajnú odchýlku (SD). Na tento účel sme otáčali a odrážali hlásené hodnoty farieb tak, že 0 stupňov zodpovedajúcich predsachovickej farbe a kladným hodnotám bolo v smere postsaccadickej farby.

Keďže odpovede sa odrážali na polovici pokusov, akékoľvek celkové skreslenie odpovede CW alebo CCW bolo vyvážené a nemohlo ovplyvniť výpočet kruhového priemeru; takéto skreslenie reakcie by však malo tendenciu nafúknuť odhady

kruhové SD. Aby sme to vyriešili, po otočení odpovedí, ale pred ich odrazením, aby bola post-saccadická farba pozitívna (ako je opísané vyššie), odpočítali sme celkovú zaujatosť odpovede pre každého účastníka, vypočítanú ako kruhový priemer nad skúškami. Táto operácia sa uplatnila len pri odhade obehového SD, ale všimnite si, že by to nemalo žiadny vplyv na odhady obehového priemeru.

Štatistické testy hypotéz boli vykonané pomocou bayesovských ANOVA a bayesovských t-testov v JASP (JASP Team, 2020) s predvolenými predstihom. Výsledky sú s BF10 z piatich, čo naznačuje, že sila dôkazov pre rozdiel je päťkrát väčšia ako sila dôkazov bez rozdielu. Naopak, BF01 z piatich naznačuje rovnakú silu dôkazov, ktoré uprednostňujú žiadny rozdiel.