Part 1: La integració transsacàdica es basa en un recurs de memòria limitat

per a més informació:ali.ma@wecistanche.com

Si us plau, feu clic aquí per a la part 2

Feu clic abeneficis de cistanche i efectes secundaris per a la memòria

Els moviments oculars sacàdics provoquen transformacions a gran escala de la imatge que cau sobre la retina. En lloc de començar de nou el processament visual després de cada saccade, el sistema visual combina la informació post-sacàdica amb l'entrada visual d'abans de la saccade. De manera crucial, l'aportació relativa de cada font d'informació es pondera segons la seva precisió, d'acord amb els principis d'integració òptima. Vam raonar que, si l'entrada pre-sacàdica es manté en una botiga amb recursos limitats, com ara el treball visualmemòria, la seva precisió dependrà del nombre d'elements emmagatzemats, així com de la seva prioritat d'atenció. Els observadors van estimar el color dels estímuls que canviaven imperceptiblement durant una saccade, i vam examinar on es trobaven els informes en el continu entre els valors pre- i post-sacàdics. El biaix cap al color post-sacàdic va augmentar amb la mida establerta de la pantalla pre-sacàdica, coherent amb un augment de la ponderació de l'entrada post-sacàdica a mesura que disminuïa la precisió de la representació pre-sacàdica. En un segon experiment, vam investigar si era transsacàdicmemòriaEls recursos s'assignen preferentment a elements amb prioritat d'atenció. Una fletxa indicava que un element pre-sacàdic era més probable que fos escollit per a l'informe. Tal com es va predir, les indicis vàlides van augmentar la precisió de la resposta i les respostes esbiaixades cap al color pre-sacàdic. Arribem a la conclusió que la integració transsacàdica es basa en una limitaciómemòriarecurs que es distribueix de manera flexible entre estímuls pre-sacàdics.

Com que l'agudesa visual humana és més alta a la fòvea i disminueix en funció de l'excentricitat, sovint movem els ulls per portar els objectes d'interès a la visió foveal d'alta agudesa (Yarbus, 1967). Tanmateix, dirigint la nostra mirada cap a un lloc

significa necessàriament retirar-lo dels altres. Per donar suport a la percepció de l'escena detallada i estable a través dels desplaçaments induïts pel moviment ocular, s'ha proposat que la informació de fixacions anteriors es pot utilitzar per complementar l'entrada foveal actual en un procés conegut com a integració transsacàdica (Irwin i Andrews, 1996).

Com que la integració transsacàdica es basa en la informació del passat recent per facilitar el rendiment en el present, una hipòtesi intuïtiva és que el treball visualmemòriacontribueix al procés (Aagten-Murphy i Bays, 2019; Irwin, 1991; Prime, Vesia i Crawford, 2011). La memòria de treball es refereix a l'emmagatzematge a curt termini capaç de mantenir una quantitat limitada d'informació en un estat actiu per fer-la disponible per al processament cognitiu (Baddeley i Hitch, 1974). La idea que la memòria de treball visual també podria donar suport als processos perceptius no és nova, ja que ja s'ha implicat en la resolució de la percepció ambigua (Kang, Hong, Blake i Woodman, 2011; Scocchia, Valsecchi, Gegenfurtner i Triesch, 2013). , cerca visual (Desimone i Duncan, 1995) i biaixos d'estímul seqüencial (Bliss, Sun i D'Esposito, 2017; Fritsche, Mostert i de Lange, 2017).

Informació de l'objecte pre-sacàdic mantinguda en el treballmemòriapodria, amb les transformacions adequades per tenir en compte el desplaçament de la retina induït per la saccade (Bays i Husain, 2007; Bridgeman, Van der Heijden i Velichkovsky, 1994; Burr i Morrone, 2011) – servir com a font addicional d'informació per millorar el post. -percepció sacàdica. Les investigacions prèvies, és a dir, com a mitjana ponderada, tenen en compte la fiabilitat relativa de cada entrada (Oostwoud Wijdenes, Marshall i Bays, 2015). Mitjançant la mitjana del soroll independent, la percepció integrada resultant pot mostrar una precisió més gran que qualsevol font sola (Ganmor, Landy i Simoncelli, 2015; Wolf i Schutz, 2015).

Malgrat la seva intuïtivitat, evidència directa d'una implicació del treball visualmemòriaen la integració transsacàdica és escassa. Diversos estudis han examinat l'efecte de les saccades intervingudes en les tasques de memòria de treball. Prime, Tsotsos, Keith i Crawford (2007) no van observar cap diferència en una tasca de discriminació de canvis entre les condicions en què la posició de la mirada es va mantenir o es va canviar entre presentacions d'estímuls posteriors, cosa que suggereix que les saccades per si soles tampoc afecten el funcionament del treball visual.memòriani substituir-lo per una botiga transsacàdica separada. No obstant això, dos estudis utilitzen mètodes sensibles amemòriaprecisió (Melcher i Piazza, 2011; Schut, Van der Stoep, Postma i Van der Stigchel, 2017; Shao et al., 2010) va trobar que fer una saccaderia a un element visual que era irrellevant per a lamemòriaLa tasca va afectar la precisió de la memòria posterior per a la matriu de memòria, amb una disminució del rendiment equivalent a augmentar la mida establerta del contingut de la memòria de treball en un element (Schut et al., 2017). Això suggereix que l'assignació de recursos de memòria a l'objectiu de saccade és obligatòria.

integració transsacàdica, però també és coherent amb l'ús del treball visualmemòriaper facilitar altres processos perceptius o cognitius, per exemple, per facilitar la cerca visual (Oh & Kim, 2004; Woodman & Luck, 2004) o els canvis d'atenció després de la sacada (Hollingworth i Matsukura, 2019).

Fins ara, l'evidència més directa que avala la implicació del treballmemòriaen integració transsacàdica prové d'un estudi de Stewart i Schütz (2018). Com en estudis anteriors, aquests autors van observar avantatges de rendiment transsacàdic en l'estimació d'un únic estímul proper a les prediccions basades en la integració òptima de l'entrada pre- i post-sacàdica. Tanmateix, quan van col·locar la mateixa tasca dins del període de manteniment d'un treball visual típic d'un sol elementmemòriatasca, no van trobar cap benefici significatiu del rendiment sobre la millor visió individual de l'estímul (pre-o post-sacàdic). En altres paraules, la introducció d'una càrrega de memòria de treball visual va abolir l'evidència de la integració transsacàdica. Tot i que aquest resultat suggereix fortament la disponibilitat de treballmemòriaÉs important per obtenir els beneficis de la integració, el disseny de doble tasca deixa incert el seu paper exacte. A més, la constatació que la càrrega de memòria d'un element va abolir gairebé completament la integració transsacàdica és inesperada, atesa l'extensa evidència que es poden mantenir diversos elements simultàniament en funcionament.memòria(vegeu també Melcher, 2009; Melcher i Fracasso, 2012 per a l'evidència que altres efectes transsacàdics tenen capacitats superiors a una).

Una de les característiques definitòries del treball visualmemòriaés que la informació que pot contenir és molt limitada (Alvarez i Cavanagh, 2004; Cowan, 1998; Luck i Vogel, 1997). En les tasques d'informes analògics, aquest límit es manifesta com una disminució de la fidelitat de la memòria a mesura que augmenta el nombre d'elements a la memòria (Ma, Husain i Bays, 2014; Schneegans, Taylor i Bays, 2020; van den Berg, Shin, Chou, George). , & Ma, 2012; Zhang i Luck, 2008). A més, treballantmemòrial'assignació és flexible, de manera que els recursos es poden dirigir preferentment a elements concrets en funció de la prioritat del comportament (Bays, 2014; Bays i Husain, 2008; Oberauer i Lin, 2017; Schmidt, Vogel, Woodman i Luck, 2002; Yoo, Klyszejko, Curtis. , & Ma, 2018). En aquest estudi, hem investigat com l'assignació del treballmemòriaals elements pre-sacàdics influeix en la integració transsacàdica. Per obtenir una estimació sensible i graduada del treballmemòriaassignació, vam utilitzar la ponderació relativa de les entrades pre- i post-sacàdiques en l'estimació del color d'un article com a mesura de rendiment principal. Basant-nos en estudis anteriors (Ganmor, Landy i Simoncelli, 2015; Oostwoud Wijdenes et al., 2015; Wolf i Schutz, 2015), esperàvem que aquesta ponderació reflectís la fiabilitat relativa de la informació pre- i post-sacàdica.

Experiment 1:

Aquí, vam investigar si la integració transsacàdica depèn d'un recurs limitat mitjançant la manipulació de la mida del conjunt pre-sacàdic. Si el paper del treball visualmemòriaen la integració transsacàdica és emmagatzemar l'entrada pre-sacàdica, esperem que la qualitat de la informació disponible per a la integració disminueixi a mesura que augmenta el nombre d'elements de la imatge pre-sacàdica. Per provar aquesta predicció, vam presentar als observadors d'un a quatre discos de colors a la seva visió perifèrica abans de demanar-los que executessin una saccada horitzontal més enllà de la matriu d'estímuls. Durant la saccade, tots els discos menys un van desaparèixer i el color del disc restant va canviar lleugerament. Es va demanar als participants que informessin del color d'aquest disc i vam utilitzar la distribució de les seves respostes en relació amb els colors pre- i post-sacàdics per avaluar el pes assignat a cada entrada. Com que el canvi de color era petit i es va produir mentre l'ull es movia, esperàvem que la majoria dels participants no en fossin conscients. Vam provar aquesta hipòtesi en un informe estructurat després de l'experiment.

Mètodes

Participants

Catorze participants (9 dones) d'entre 20 i 35 anys (mitjana=24,7) van participar a l'experiment 1.

Figura 1. Exemple de seqüència d'assaig a l'experiment 1 (no a escala), per a un assaig amb una mida fixada tres. Els cercles vermells discontinus representen les fixacions de la mirada. La fletxa vermella puntejada representa el vector de la sacada. L'estímul va canviar tan bon punt la mirada va creuar la línia mitjana vertical de la pantalla. El canvi de color és exagerat amb finalitats il·lustratives.

Els participants van informar d'agudesa visual normal o corregida a normal. La visió normal del color es va assegurar mitjançant una prova de cribratge (Ishihara, 1972) realitzada abans de l'estudi. Els participants eren ingenus pel que fa al propòsit de l'experiment i els van compensar amb un pagament de 10 £/hora. Els experiments van ser aprovats pel Comitè d'Ètica de la Recerca en Psicologia de Cambridge.

El consentiment informat es va obtenir d'acord amb la Declaració d'Hèlsinki.

Aparell i estímuls

Els estímuls es van presentar en un monitor Asus ROG PG279Q de 27 polzades (freqüència de refresc de 144 Hz, 2560 × 1440 píxels, mode ULMB i overclocking desactivat)

a una distància de visió de 60 cm. El fons de la pantalla era negre (0,3 cd/m2) durant tot l'experiment. La posició dels ulls es va fer un seguiment en línia mitjançant un EyeLink 1000 (SR Research) muntat a l'escriptori. La generació i presentació d'estímuls es van implementar a Matlab mitjançant la caixa d'eines de psicofísica (Kleiner, Brainard i Pelli, 2007). El codi personalitzat va utilitzar el temporitzador d'esdeveniments d'alta precisió del conjunt de xips per sincronitzar la pantalla i el rastrejador d'ulls, que es va mostrejar de manera asíncrona a 1000 Hz. Hem mesurat un retard mitjà d'entrada (definit com l'interval entre una sol·licitud de programari per actualitzar la pantalla i el 90 per cent del canvi de luminància desitjat completat) d'aproximadament 11 ms, coherent amb els valors informats anteriorment per a aquesta pantalla (Fabius, Fracasso, Nijboer i Van der Stigchel, 2019; Zhang et al., 2018).

Disseny i procediment

La seqüència de la prova s'il·lustra a la figura 1. Cada assaig va començar amb la presentació d'un punt de fixació gris (diàmetre 0,5 graus d'angle visual, 71,3 cd/m2) sobre un fons negre uniforme (0 ,3 cd/m2). Depenent de la direcció de la sacada, el punt de fixació apareixia 6 graus a l'esquerra o a la dreta del centre de la pantalla. Es van presentar quatre lletres (A, B, C i D) a les possibles ubicacions d'estímul, situades en un cercle imaginari de 4 graus de radi centrat en el punt de fixació, en posicions angulars (–60 graus, –20 graus, més 20 graus). , i més 60 graus) on

0 graus és en direcció horitzontal cap al centre de la pantalla. Després que la fixació s'hagués mantingut a 2 graus del punt de fixació durant un període de

500 ms, va aparèixer un segon punt (l'objectiu de la saccade) amb un desplaçament horitzontal (i, per tant, requeria l'amplitud de la saccade) de 12 graus des del primer punt de fixació. Aquest punt indicava la ubicació a la qual els observadors havien de sacsejar un cop rebien el senyal. Tingueu en compte que no va ser possible organitzar les quatre ubicacions d'estímul perquè fossin simultàniament equidistants dels punts de fixació pre-sacàdic i post-sacàdic. Vam optar per fer les quatre posicions equidistants de la fixació pre-sacàdica, amb el resultat que les posicions A i D estaven més lluny del punt de fixació post-sacàdic que B i C (10,0 graus vs.

Després de 500 ms de fixació addicional, les lletres es van substituir per un, dos, tres o quatre discos de colors (1 grau de diàmetre). Els colors es van dibuixar aleatòriament d'un cercle a l'espai CIELAB (L=74, origen a=b=0, radi 40). Per a les mides d'un a tres, es van escollir aleatòriament les posicions desocupades, es van compensar entre assaigs i es van omplir amb punts de posició grisos (0,3 graus de diàmetre) per reduir la incertesa espacial. Aquesta pantalla pre-sacàdica es va presentar durant 1000 ms. Després d'uns 1000 ms més, el punt de fixació original va desaparèixer i es va emetre un bip alhora,

indicant al participant perquè faci un moviment ocular cap a l'objectiu de la saccade el més ràpidament possible.

Una vegada que la mirada va creuar la línia mitjana vertical de la pantalla, tots els elements pre-sacàdics menys un (ubicació contrapesada entre proves) es van substituir per punts de posició. El color de l'element restant (és a dir, post-sacàdic) es va desplaçar en el sentit de les agulles del rellotge (CW) o en el sentit contrari (CCW) 25 graus al cercle de color. La direcció d'aquest canvi es va triar aleatòriament. L'element post-sacàdic es va mostrar fins a 300 ms després que el programari de seguiment ocular detectés el desplaçament de la sacàdica.

element post-sacàdic, va aparèixer una roda de colors (5 graus de diàmetre; girat aleatòriament) al voltant del punt de fixació post-sacàdic. Al centre de la roda es mostrava una lletra que indicava la posició de l'element post-sacàdic. Es va indicar als participants que fessin clic al color de la roda que millor coincideix amb el color recordat de l'element indicat per la lletra. Les lletres s'utilitzaven com a senyal sense emmascarament per indicar quin element cal informar; tot i que la lletra sempre indicava l'element que romania visible després de la saccada, les proves pilot van revelar que els participants sovint no eren conscients que un dels elements es mostrava durant més temps que la roda de colors, la lletra central es va substituir per un disc (1 grau de diàmetre). ) que indicava el color sota la posició actual del ratolí. Després de registrar una resposta, es va substituir la roda pel punt de fixació pre-sacàdic, iniciant el següent assaig.

2 graus des del punt de fixació pre-sacàdic en qualsevol moment abans de la saccada, si no s'havia iniciat una saccada en 500 ms després de la desaparició del punt de fixació pre-sacàdica, si la saccada va aterrar més lluny que

2,5 graus del punt de fixació post-sacàdic, si la saccada va trigar més de 150 ms, o si es va informar d'un parpelleig abans que aparegués la roda de colors. Quan s'avortava una prova, es mostrava un missatge de comentaris

2 segons al centre de la pantalla i es va afegir una prova de la mateixa condició experimental al final del bloc.

Els observadors van completar 480 proves reeixides distribuïdes en quatre blocs de 120 proves cadascun. Dins de cada bloc, la mida i la ubicació establertes de l'element informat es van intercalar aleatòriament. Cada sessió va començar amb un bloc de pràctica en què els participants van ser entrenats sobre el component de moviment ocular de l'experiment. En aquesta tasca pràctica, l'informe de color es va substituir per comentaris sobre si la saccade havia complert tots els requisits experimentals. Els missatges d'error van ser explicats verbalment per l'experimentador quan es van activar. La pràctica va continuar fins que els participants van tenir confiança amb l'aspecte oculomotor de la tasca.

Anàlisi

Les mesures principals d'interès van ser el biaix i la dispersió de les respostes de color en relació amb el color pre i post-sacàdic de l'element sondat. Els hem estimat com a mitjana circular i desviació estàndard circular (SD), respectivament. Amb aquesta finalitat, vam girar i reflectir els valors de color reportats, de manera que 0 graus corresponents al color pre-sacàdic i els valors positius estaven en la direcció del color post-sacàdic.

Com que les respostes es van reflectir a la meitat dels assaigs, qualsevol biaix global de resposta CW o CCW es va contrarestar i no podria haver afectat el càlcul de la mitjana circular; tanmateix, aquest biaix de resposta tendiria a inflar les estimacions de la

SD circular. Per solucionar-ho, després de girar les respostes, però abans de reflectir-les per fer que el color post-sacàdic sigui positiu (tal com es descriu anteriorment), vam restar el biaix de resposta global de cada participant, calculat com a mitjana circular dels assaigs. Aquesta operació es va aplicar només quan s'estimava la SD circular, però tingueu en compte que no tindria cap efecte en les estimacions de la mitjana circular.

Les proves estadístiques d'hipòtesis es van realitzar mitjançant Bayesian ANOVA i Bayesian t-tests a JASP (JASP Team, 2020) amb anteriors per defecte. Els resultats són amb un BF10 de cinc indica que la força de l'evidència d'una diferència és cinc vegades més gran que la força de l'evidència de cap diferència. Per contra, un BF01 de cinc indica la mateixa força de l'evidència que no afavoreix cap diferència.