Rivalità binoculare

Fonte: Laboratorio di Jonathan Flombaum—Johns Hopkins University

Perché le persone hanno due occhi rivolti in avanti? Presentando al cervello due immagini leggermente diverse diventa possibile comprendere problemi visivi che sono molto più difficili da elaborare attraverso un singolo occhio. Il principale tra questi è il problema della percezione 3D, vedere il mondo in tre dimensioni, nonostante gli input retinici in sole due dimensioni.

Cosa succede se ogni occhio riceve due immagini completamente diverse? Questo non accade in natura, a dire il vero, ma può essere inventato in laboratorio in un set-up chiamato rivalità binoculare.

La rivalità binoculare è un paradigma di laboratorio comune per indagare i modi in cui il cervello integra le informazioni da due occhi e, negli ultimi anni, i meccanismi responsabili della produzione di esperienza cosciente.

1. Attrezzatura

1. Per produrre facilmente rivalità binoculare, utilizzare un paio di occhiali rosso-ciano (Figura 1).
   
   Figura 1. Un paio di occhiali da rivalità rosso-ciano. Gli occhiali consentono di presentare due immagini sovrapposte in modo tale che solo una arrivi a ciascun occhio. La lente rossa filtrerà tutto tranne la luce rossa prima che raggiunga l'occhio di uno spettatore, e la lente ciano filtrerà tutto tranne la luce blu. Ciò significa che un'immagine colorata di blu non riuscirà a raggiungere l'occhio con la lente rossa e un'immagine colorata di rosso non riuscirà a raggiungere l'occhio dietro la lente blu
2. Sarà necessario anche un cronometro.

2. Stimolo

1. Una facile dimostrazione che ha a che fare con la rivalità comporta parole senza senso sovrapposte a qualcosa di significativo.
2. In PowerPoint©, creare una diapositiva con la parola 'Hello' scritta in blu, e sopra di essa scrivere le lettere 'Cfbal' scritte in rosso. Rendi la parola in cima trasparente al 50%. Sarà simile a questo (Figura 2).

Figura 2. Campione di stimolo per una dimostrazione di rivalità binoculare. La parola "Ciao" è scritta in blu, e in un rosso trasparente al 50%, le lettere senza senso "Cfbal" sono scritte sopra.

3. Esecuzione dell'esperimento

1. Stampare la diapositiva su un foglio bianco. Fai sedere un partecipante davanti al giornale e chiedigli di indossare gli occhiali.
2. Imposta il cronometro su conto alla rovescia per 120 secondi.
3. Istruisci il partecipante che ogni dieci secondi gli verrà chiesto di segnalare ciò che vede e che dovrebbe rispondere in uno dei tre modi, "Ciao", "Cfbal" o "Misto / Non chiaro".
4. Inizia il conteggio e, ogni dieci secondi, chiedi al partecipante cosa vede. Segna le risposte.

I risultati possono essere rappresentati graficamente tracciando i dati grezzi (Figura 3), che è ciò che il partecipante ha riferito vedendo in funzione del tempo.

Figura 3. I partecipanti riportano ciò che vede ogni 10 secondi. La maggior parte delle relazioni riguarda la parola coerente "Ciao". Ma criticamente, l'oggetto di cui il partecipante è a conoscenza cambia frequentemente e può cambiare rapidamente.

Una cosa che dovrebbe essere chiara è che il partecipante tende ad essere consapevole solo di una delle parole alla volta. Quello di cui sono a conoscenza in un dato momento può cambiare rapidamente e frequentemente. Ciò suggerisce che il cervello riconosce che qualcosa non va e cerca di presentare un'immagine stabile all'osservatore, solo che qui il cervello non può decidere quale sia l'immagine stabile giusta.

Da questi dati grezzi, è anche possibile rappresentare graficamente la proporzione di ciascun tipo di report (Figura 4).

Figura 4. Percentuale di segnalazione di ogni categoria di immagine visiva. La maggior parte delle relazioni riguarda chiaramente la parola coerente "Ciao".

Guardare i risultati in questo modo dovrebbe chiarire che anche se l'esperienza del partecipante è cambiata rapidamente e frequentemente, la parola "Ciao" ha dominato. Questo e risultati simili sono presi come prova che il cervello valuta il contenuto di ogni immagine e preferisce portare alla consapevolezza cose che hanno senso, sono familiari e hanno significato.

La rivalità binoculare costituisce la base per la maggior parte dei film e dei giochi 3D, anche se in questi giorni di solito usano altri tipi di filtri, non rossi e ciano. La logica è la stessa: se due immagini sono diverse nei modi giusti e presentate a ciascun occhio separatamente, allora il cervello può essere indotto a vedere il 3D quando la superficie che sta guardando è in realtà 2D, come uno schermo cinematografico.

Se guardi questa immagine (Figura 5) con gli occhiali, dovrebbe sembrare 3D.

Figura 5. Un campione di uno stimolo 3D che sfrutta la rivalità binoculare. In questo caso, le due immagini sovrapposte sono identiche, ma leggermente disallineate. Questo sfrutta il fatto che il cervello usa sempre un leggero disallineamento nelle due immagini che arrivano agli occhi per dedurre le relazioni 3D tra gli oggetti nel mondo.

Negli ultimi anni, la rivalità binoculare è diventata anche uno dei principali paradigmi utilizzati negli studi che cercano di trovare i "Correlati neurali della coscienza", NCC in breve. L'idea è che alcuni eventi nel cervello umano debbano rendere le informazioni – e le informazioni visive in particolare – consapevoli. Cosa sono? La rivalità binoculare consente ai ricercatori con strumenti di neuroimaging di sapere quando la natura dell'esperienza cosciente di una persona sta cambiando improvvisamente, come il partecipante a questa dimostrazione che è passato dal vedere una parola all'altra. I ricercatori possono quindi provare a mappare quei cambiamenti nell'esperienza cosciente su eventi che si svolgono nel cervello in quei momenti. Ad esempio, è noto da un po 'di tempo che diversi stati di veglia - se una persona è addormentata, rilassata o completamente sveglia e persino al limite - ciascuno correla con diverse onde cerebrali, misurate usando l'elettroencefalogramma(Figura 6). La ricerca attuale sta cercando di determinare se i cambiamenti tra gli stati di veglia sono correlati ai cambiamenti nella percezione cosciente, diagnosticati utilizzando il paradigma della rivalità binoculare.

Figura 6. Normali onde cerebrali adulte. Normali onde cerebrali adulte per adulti svegli con attività mentale, svegli e a riposo, dormendo e dormendo profondamente.