Name: investigating the deployment of visual attention before accurate and averaging saccades via eye tracking and assessment of visual sensitivity
Uploaded: 2019-03-18T14:30:00
Duration: 6 min 46 s
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这项研究得到了德国基金会向香港提供的赠款的支持. (DE3365-1 和 RTG 2175 "背景感知及其神经基础") 和 m. s. (sz34") 和 Marie Sklodowska-Curie 行动机构 m. s. 个人研究金 (704537)。

该协议是根据慕尼黑路德维希-马克西米利安大学规定的道德要求并得到该部门道德委员会的批准而设计的。
1. 参加者
<ol><li>招募足够数量的天真的参与者, 他们的视力正常或正确, 没有神经或精神障碍。根据最近的类似议定书21、22, 建议10名与会者参加。 请注意:总体而言, 我们招募了13名参与者 (20-28 岁, 7名女性, 12名右眼占主导地位, 1 名作者), 其中3人被排除在最终分析之外, 因为他们的定向歧视表现在所有测试地点的机会水平上。</li>
</ol>2. 实验设置
<ol><li>在一个熟悉眼动追踪和所有其他实验部件的有经验的实验者的监督下, 在安静昏暗的房间里进行实验。</li>
	<li>
准备由计算机、阴极射线管 (CRT) 显示器、标准键盘、两个扬声器和眼动仪组成的实验装置 (见材料表)。
	<ol>
<li>使用适当的软件对实验进行排序和控制 (参见材料表)。编写一个脚本, 该脚本可在软件上运行, 以便为每个参与者自动加载和启动实验 (https://github.com/mszinte/CompAttExo)。确保脚本对所有必要的实验参数进行编码, 并实现刺激演示以及行为和眼睛数据收集。</li>
		<li>在 CRT 屏幕上显示所有视觉刺激, 最小垂直刷新率为 120 Hz. 确保通过实验屏幕的伽玛线性化正确显示视觉加博尔。</li>
		<li>通过标准键盘上的左右箭头键评估参与者对歧视目标方向 (逆时针与顺时针) 的评估。</li>
		<li>在错误的手动响应时, 通过扬声器提供听觉反馈。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 眼动追踪
<ol><li>通过眼动仪, 以至少 1 kHz 的采样率记录参与者的优势眼睛在整个实验过程中的凝视。</li>
	<li>让参与者舒舒服服地坐在椅子上, 把下巴放在下巴上, 并在实验过程中把额头靠在横杆上, 以抑制头部运动。单独调整椅子、瓷器和前额条的高度, 使参与者的眼睛与实验监视器的中心对齐。</li>
	<li>
单独的眼动仪校准
	<ol>
<li>在每个实验块 (持续时间: 大约 10分钟) 之前, 并在必要时 (例如, 在明显的头部运动和估计固定的结果转移之后), 运行校准程序, 以确保参与者的目光能够准确在1°半径范围内跟踪。 请注意:在这里, 我们使用了一个13点校准程序, 以获得跟踪眼睛的特征光反射 (瞳孔和角膜反射) 作为凝视的函数的准确估计。<ol>
<li>让参与者用眼睛跟随一个点在屏幕上的不同位置移动, 以估计他们的注视位置。</li>
			<li>以30°的点旋转重复此过程, 并将测量的凝视位置与估计的凝视位置进行比较, 以验证初始校准。当校准阶段后的估计凝视位置与验证阶段测量的凝视位置之间的平均差异低于1°时, 可以认为校准是准确的。</li>
			<li>当参与者重复中断固定时, 重复校准过程, 以确保整个实验过程中的高跟踪精度。</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>在实验过程中, 在每次试验开始时, 在屏幕中心监测正确的固定。只有当凝视保持在半径2°范围内周围的中央固定目标至少200毫秒, 开始试验。</li>
</ol>4. 说明
<ol><li>
为参与者提供明确的任务说明。在每个实验会话开始时, 以书面文本的形式至少呈现一次任务说明, 同时显示试用年表的可视化。鼓励参与者仔细阅读说明, 并向实验者提出剩余的问题。 注:图1显示了在每个块之前向参与者显示的说明。<ol>
<li>指示参与者在每次试验开始时固定在屏幕的中心。</li>
		<li>通知参与者, 24个闪烁的干扰器流将出现在屏幕上, 其中两个流将被白色帧提示, 这些帧将很快闪烁, 或保留在屏幕上, 直到审判结束。</li>
		<li>请参与者在自由选择的情况下, 向两个提示的干扰流中的一个的中心执行一个囊。强调参与者在暗示出现时, 应尽可能快速、准确地移动眼睛。</li>
		<li>通知参与者, 在试验期间的短时间内, 将在24个干扰流中的一个随机显示倾斜的 Gbor。</li>
		<li>请参与者通过分别按键盘上的右箭头或左箭头, 手动报告倾斜的 Gbor 是按顺时针旋转还是逆时针旋转相对于垂直方向旋转。解释如果倾斜的加博尔的方向被错误地报告, 就会播放声音。</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. 实验设计、激励和试验年表
<ol><li>确保在不同的日子将实验划分为至少两个实验会话, 以保证参与者在整个实验过程中的注意力集中在整个实验过程中。在实验会话中, 提示参与者在连续块之间进行短暂的休息。 请注意:这项实验由24个方块组成, 每个试验包括290项在线正确试验 (所有试验都没有固定中断, 在囊体目标开始后50至350毫秒之间开始进行; 不正确的试验在一个方块的末尾重复进行), 相当于总持续时间约为5小时。</li>
	<li>故意预定义刺激特征 (颜色、亮度和大小)、刺激时间和观看距离, 以确保所需的角度刺激大小。虽然视觉刺激的大多数特征 (例如, 大小、亮度和对比度) 都可以根据试验的具体实验目的进行调整, 但精确的刺激时间对于评估预固定间隔期间的视觉注意至关重要。</li>
	<li>
刺激和试验年表
	<ol>
<li>在灰色 (~ 19.5 cd/m 2) 背景上呈现所有刺激, 以最大限度地减少视觉和屏幕的后遗症。 请注意:实验过程的可视化可在图 2中找到。</li>
		<li>在试验开始时, 以黑色 (~ 0 cdm 2) 和白色 (~ 57cd/2) 的形式在屏幕中心以黑色 (~ 0 cdm2) 的形式显示固定目标 (ft) "牛眼" (0.4 °半径)。从屏幕上取出固定目标, 同时取出囊状目标的开始。</li>
		<li>在试验开始时, 在距离固定目标的10°半径范围内显示24个均匀间隔的干扰器流 (DS)。使用动态刺激, 在垂直的 Gabor 贴片之间每25毫秒 (40 Hz) 交替 (频率: 2.5 cpd; 100% 对比度; 随机相位选择每个流刷新;高斯窗口的 SD: 1.1 °;平均亮度: ~ 28.5 cd/m 2) 和高斯像素噪声掩码 (由大约0.22°宽度像素制成, 与加博尔的高斯包络相同)。 请注意:使用闪烁噪声有助于最大限度地减少由于通常与静态刺激相关的突然启动而导致的注意力捕获, 从而减少识别目标的可探测性, 而无需同时选择性地部署注意力21。</li>
		<li>固定目标开始后, 300 至600毫秒 (在屏幕刷新率 ~ 8 毫秒的步骤) 之间, 以灰色圆圈的形式呈现两个囊形目标 (约 39 cd m 2; 1.1 °半径; 0.2°宽度)随机选择的干扰流。确保从试验到试验改变囊尾目标开始的时间, 以避免参与者采用预测的囊执行模式。<ol>
<li>在试验之间以30°或90°的角度距离随机呈现两个囊目标。</li>
			<li>随机显示50毫秒 (瞬态提示条件: tST1 + 2)或直到试验结束 (连续提示条件: cst1 + 2)的通置目标。</li>
		</ol>
</li>
		<li>在24个干扰流中的一个和75至175毫秒之间的区别型流 (DT) 随机呈现在囊状物的开始后。显示判别目标, 倾斜的加博尔补丁, 顺时针或逆时针旋转12°相对于垂直, 为25毫秒, 以取代垂直选择的干扰流中的垂直加博尔补丁。选择歧视目标呈现的时间窗口, 以最大限度地增加歧视目标偏移发生在听证开始前的试验数量。 请注意:判别目标的应用倾斜水平来自于测试前, 目的是在有源地点产生高于机会水平的视觉判别性能。倾斜水平一般可以改变, 但实验人员应首先测试参与者是否至少在线索位置能够正确区分目标角度。</li>
		<li>在囊接目标开始后, 从屏幕上擦除所有刺激500毫秒, 这样只保留灰色背景。</li>
		<li>等待参与者通过键盘指示判别目标的方向 (按左箭头进行逆时针方向, 右箭头按顺时针方向), 并在参与者时播放反馈声音错误地报告歧视目标方向。一旦给出手动响应, 就自动启动下一个试用版。</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. 数据预处理和分析
<ol><li>在进行最终数据分析之前, 先处理记录的眼睛数据。仅包括参与者在固定目标周围的2°半径范围内保持固定而不眨眼的试验, 并在距离固定目标的7°和13°之间启动囊面着陆 (即在指示的囊大小的±30% 以内)。确保在下加间隔期间收集任何视觉敏感性的指标, 只包括那些在带接发生之前出现歧视目标偏移量的试验。 请注意:在眼睛数据预处理后的最终分析中, 总共有 7. 7% 的试验被纳入最终分析。</li>
	<li>为了分析数据作为区分目标相对于 scade 目标位置的位置的函数, 旋转每个试验的刺激配置, 使 scade 目标位置围绕几何角度0对称对齐的刺激流轨道。</li>
	<li>拆分试验作为囊上着陆方向的函数。为此, 将整个刺激流轨道划分为24个以每个干扰流为中心的 15° (±7.5 °) 的均匀角扇区, 并将针对同一扇区的测试结合起来。</li>
	<li>将视觉灵敏度定义为: d ' = z (命中率)-z (误报率).将顺时针对判别目标的顺时针响应计算为命中, 将顺时针对反时针判别目标的响应计算为假警报 (反之亦然)。在将歧视性能值转换为 d ' 之前, 分别用99% 和1% 的值替换100% 和0% 的判别性能值。将低于机会级别 (50% 或 d ' = 0) 的判别性能值转换为负 d "值。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Rizzolatti, G., Riggio, L., Dascola, I., Umilt&#225;, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reorienting+attention+across+the+horizontal+and+vertical+meridians:+evidence+in+favor+of+a+premotor+theory+of+attention.">Reorienting attention across the horizontal and vertical meridians: evidence in favor of a premotor theory of attention.</a> Neuropsychologia. 25 (1), 31-40 (1997).</li><li>Rizzolatti, G., Riggio, L., Sheliga, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Space+and+selective+attention.">Space and selective attention.</a> Attention and performance XV. 15, 231-265 (1994).</li><li>Corbetta, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frontoparietal+cortical+networks+for+directing+attention+and+the+eye+to+visual+locations:+Identical,+independent,+or+overlapping+neural+systems?.">Frontoparietal cortical networks for directing attention and the eye to visual locations: Identical, independent, or overlapping neural systems?.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 95, 831-838 (1998).</li><li>M&#252;ller, J. R., Philiastides, M. G., Newsome, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstimulation+of+the+superior+colliculus+focuses+attention+without+moving+the+eyes.">Microstimulation of the superior colliculus focuses attention without moving the eyes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 102 (3), 524-529 (2005).</li><li>McPeek, R. M., Keller, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deficits+in+saccade+target+selection+after+inactivation+of+superior+colliculus.">Deficits in saccade target selection after inactivation of superior colliculus.</a> Nature nueroscience. 7 (7), 757 (2004).</li><li>Moore, T., Armstrong, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+gating+of+visual+signals+by+microstimulation+of+frontal+cortex.">Selective gating of visual signals by microstimulation of frontal cortex.</a> Nature. 421, 370 (2003).</li><li>Moore, T., Fallah, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstimulation+of+the+frontal+eye+field+and+its+effects+on+covert+spatial+attention.">Microstimulation of the frontal eye field and its effects on covert spatial attention.</a> Journal of neurophysiology. 91 (1), 152-162 (2004).</li><li>Kowler, E., Anderson, E., Dosher, B., Blaser, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+attention+in+the+programming+of+saccades.">The role of attention in the programming of saccades.</a> Vision research. 35 (13), 1897-1916 (1995).</li><li>Deubel, H., Schneider, W. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saccade+target+selection+and+object+recognition:+Evidence+for+a+common+attentional+mechanism.">Saccade target selection and object recognition: Evidence for a common attentional mechanism.</a> Vision research. 36, 1827-1837 (1996).</li><li>Thompson, K. G., Biscoe, K. L., Sato, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+basis+of+covert+spatial+attention+in+the+frontal+eye+field.">Neuronal basis of covert spatial attention in the frontal eye field.</a> Journal of Neuroscience. 25 (41), 9479-9487 (2005).</li><li>Ignashchenkova, A., Dicke, P. W., Haarmeier, T., Thier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuron-specific+contribution+of+the+superior+colliculus+to+overt+and+covert+shifts+of+attention.">Neuron-specific contribution of the superior colliculus to overt and covert shifts of attention.</a> Nature nueroscience. 7 (1), 56 (2004).</li><li>Gregoriou, G. G., Gotts, S. J., Desimone, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell-type-specific+synchronization+of+neural+activity+in+FEF+with+V4+during+attention.">Cell-type-specific synchronization of neural activity in FEF with V4 during attention.</a> Neuron. 73 (3), 581-594 (2012).</li><li>Born, S., Mottet, I., Kerzel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presaccadic+perceptual+facilitation+effects+depend+on+saccade+execution:+Evidence+from+the+stop-signal+paradigm.">Presaccadic perceptual facilitation effects depend on saccade execution: Evidence from the stop-signal paradigm.</a> Journal of Vision. 14 (3), 7-7 (2014).</li><li>Belopolsky, A. V., Theeuwes, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Updating+the+premotor+theory:+the+allocation+of+attention+is+not+always+accompanied+by+saccade+preparation.">Updating the premotor theory: the allocation of attention is not always accompanied by saccade preparation.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 38 (4), 902 (2012).</li><li>Hunt, A. R., Kingstone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Covert+and+overt+voluntary+attention:+linked+or+independent?.">Covert and overt voluntary attention: linked or independent?.</a> Cognitive Brain Research. 18 (1), 102-105 (2003).</li><li>Smith, D. T., Schenk, T., Rorden, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Saccade+preparation+is+required+for+exogenous+attention+but+not+endogenous+attention+or+IOR.">Saccade preparation is required for exogenous attention but not endogenous attention or IOR.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 38 (6), 1438 (2012).</li><li>Findlay, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+visual+processing+for+saccadic+eye+movements.">Global visual processing for saccadic eye movements.</a> Vision research. 22, 1033-1045 (1982).</li><li>Coren, S., Hoenig, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+non-target+stimuli+upon+length+of+voluntary+saccades.">Effect of non-target stimuli upon length of voluntary saccades.</a> Perceptual and motor skills. 34 (2), 499-508 (1972).</li><li>Van der Stigchel, S., Nijboer, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+global+effect:+what+determines+where+the+eyes+land?.">The global effect: what determines where the eyes land?.</a> Journal of Eye Movement Research. 4 (2), (2011).</li><li>Vitu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=About+the+global+effect+and+the+critical+role+of+retinal+eccentricity:+Implications+for+eye+movements+in+reading.">About the global effect and the critical role of retinal eccentricity: Implications for eye movements in reading.</a> Journal of Eye Movement Research. 2 (3), (2008).</li><li>Hanning, N., Deubel, H., Szinte, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitivity+measures+of+visuospatial+attention.">Sensitivity measures of visuospatial attention.</a> Journal of Vision. 17 (10), 673-673 (2017).</li><li>Van der Stigchel, S., De Vries, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=There+is+no+attentional+global+effect:+Attentional+shifts+are+independent+of+the+saccade+endpoint.">There is no attentional global effect: Attentional shifts are independent of the saccade endpoint.</a> Journal of vision. 15, 17-17 (2015).</li><li>Wollenberg, L., Deubel, H., Szinte, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+attention+is+not+deployed+at+the+endpoint+of+averaging+saccades.">Visual attention is not deployed at the endpoint of averaging saccades.</a> PLoS biology. 16 (6), e2006548 (2018).</li><li>Engbert, R., Mergenthaler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microsaccades+are+triggered+by+low+retinal+image+slip.">Microsaccades are triggered by low retinal image slip.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (18), 7192-7197 (2006).</li><li>Zirnsak, M., Beuth, F., Hamker, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Split+of+spatial+attention+as+predicted+by+a+systems-level+model+of+visual+attention.">Split of spatial attention as predicted by a systems-level model of visual attention.</a> European Journal of Neuroscience. 33 (11), 2035-2045 (2011).</li></ol>

提交人宣布不存在相互竞争的利益。

该实验方案采用了在自由选择囊任务中同时评估凝视行为和视觉敏感性的方法。它使我们能够分析视觉注意是否确实有义务地耦合到行为层面的地震运动编程, 因此有系统地部署在囊尾端。在我们观察到明显的全球效应的试验中, 有一半的试验在近距离 (30°) 的情况下显示了两个囊形目标, 这反映在由准确和平均囊面组成的囊状着陆分布中。为了总结视觉注意与囊点端点之间的空间耦合, 分析并比较了不同位置的视觉灵敏度作为视频着陆方向的函数。虽然我们观察到在精确囊的终点视觉灵敏度的一致和选择性的增强, 但在平均囊尾的视觉灵敏度没有得到增强。相反, 在执行平均囊尾草之前, 两个囊面目标的视觉灵敏度同样得到了促进, 这表明囊平均是由于在囊状物目标中没有解决的注意力选择而产生的。因此, 我们的结果表明, 视觉注意并没有强制部署在执行的地震运动程序的终点。纠正囊分析进一步证实了这一点, 该分析表明, 在平均囊线之前, 在两个囊板目标之间进行均匀的视觉敏感性部署, 并没有系统地改变纠正囊方向的功能, 这进一步证实了这一点解释。在这方面, 我们的数据与 Zirnsak 等人25人最近的一个模型是一致的, 该模型假定目标选择过程随着时间的推移逐渐积累。

重要的是, 我们的协议不同于其他行为研究, 这些研究报告了注意力和囊之间在几个方面分离的证据。虽然一些研究的结论是基于 14、15、16的 saccadic 反应时间, 但我们直接测量了视觉空间注意力, 即在囊学准备过程中的视觉敏感性。在整个协议中使用的具体参数在复制经典的上指移位注意力8,9方面是有效的, 这一点在精确的终点一致增强视觉灵敏度就很明显。萨卡德斯。因此, 该协议允许可靠地检测系统的调制视觉注意特定于囊的准备。这是有效解释预感注意效果的一个重要前提, 特别是在平均囊尾观察到的注意力缺乏增强。
该协议的一个核心和独特的方面是在不同地点之间随机呈现歧视目标。因此, 我们可以在整个视野中采样视觉灵敏度, 从而不仅可以确定是否在圣杯的终点进行了注意力, 而且还可以调查注意力在这一区域周围的传播情况, 包括相邻的位置。我们在平均接盘前观察到的两个囊接点目标 (限制在小于 ~ 2.6°, 两个相邻刺激之间的距离) 的离散注意力分配与一个早期的说法相矛盾, 该账户表明平均囊接词可能反映出对视觉场景进行粗处理 17, 并主张加强局部而不是全局的视觉信息处理。此外, 歧视目标的随机呈现使参与者完全无法预测其位置。因此, 我们的协议一般促进在整个视野中对歧视任务进行均匀的视觉关注。我们认为这一事实对于与囊面制剂有关的任何潜在注意力影响和结论都很重要。
然而, 由于在自然视觉的整个视野中, 眼睛运动通常不是在试图区分刺激的同时进行的, 因此在该协议中获得的结果不能不受限制地解释日常生活中的运动行为。此外, 球眼运动任务确实不可避免地偏向于通过囊尾目标提示来部署注意力。这些囊目标不仅引入了相关的光运动目标, 而且还突出了可能引起关注的外源性暗示。因此, 由于周围两个囊上目标引起的一些掩蔽, 中间位置的视觉歧视表现一般可能会恶化。为了减少缓存目标对中间位置歧视性能的影响, 并评估潜在的掩蔽效果, 我们决定只临时 (50 毫秒) 而不是连续呈现囊尾目标(直到审判结束) 一半的审判。因此, 尽管这两个提示条件都在囊上目标位置引入了视觉定位, 但在短暂提示条件下, 在判别目标出现之前, 囊线目标总是消失。虽然大多数结果在两个提示条件下都非常一致, 因此在最终分析中结合在一起, 但我们确实观察到相对于瞬态提示条件的连续提示条件中的掩蔽效应的迹象。总体而言, 无论连接方向如何, 与瞬态提示条件相比, 中间位置的视觉灵敏度在连续中略有下降。考虑到瞬态囊点目标提示显然会最大限度地减少中间位置的掩蔽, 同时仍然能有效地吸引平均囊线, 未来使用类似于我们的协议的研究应考虑使用瞬态提示目标。然而, 尽管我们努力通过目标的短暂提示来最大限度地减少掩蔽效应, 但我们不能排除短暂的提示仍然引入了向前掩蔽效应, 这可能是造成中间位置在一定程度上。
总之, 我们的协议允许直接解决视觉注意力和声动图编程之间的耦合, 并揭示了注意力和行为层面平均囊尾端之间明显的空间离解。我们的研究结果反对在注意的前运动理论中提出的视觉注意力和动声运动规划之间的强制性耦合。未来的研究应采用包括在 FEF 和 SC 等领域同时进行的神经生理记录的范式, 以进一步解决视觉注意力和眼动图编程之间的耦合。

积累的证据认为, 在动运动和注意力控制之间存在着强烈的耦合。有影响力的前运动注意理论1,2提供了一个特别严格的帐户关于这种耦合, 建议视觉注意的秘密转移对应于接机编程, 而不随后执行。事实上, 通过功能磁共振成像 (fMRI)3和前眼场 (fef) 和高级小室肌 (sc) 的亚阈值微刺激, 已经确定了注意力和运动控制的共享神经元相关性在受激运动场位置, 即使没有眼动诱导 4,5,6, 7,也能产生行为和电生理测量的注意力益处.心理物理实验进一步显示, 在 8,9眼动术制备过程中, 视觉注意力不断向囊的目标转移。然而, 在神经元水平 10,11,12和观察, 囊面准备不一定意味着相应的注意力转移13,14 15、16对囊面规划与视觉空间关注之间的强制性耦合提出了一些疑问。
在这里, 我们重新审视了注意力和动声规划在行为层面的耦合性质, 使用了双重任务, 这需要一个自由选择的附加任务和视觉识别任务。至关重要的是, 在一半的试验中, 两个囊目标的角度距离为 30°, 产生了明显的全球效应17、18、19、20 。在两个目标之间降落的囊面 (平均囊面)。由于我们在24个等距地点 (包括两个 saccade 目标位置、它们之间的位置和21个控制位置) 随机提出了一个歧视目标, 因此我们能够评估和比较当囊上目标和囊端点在空间上相关 (准确的囊) 或离解 (平均囊尾) 时, 视觉注意力的前置部署。
为了测试视觉注意是否是视觉运动编程的强制性结果, 因此, 总是转向囊端, 我们分析了视觉敏感性的所有24个位置作为一个函数的囊式着陆方向。虽然准确的囊与在其端点的视觉灵敏度的一致的周期增强有关, 但我们在平均囊尾端没有发现这种增强。这种离解排除了视觉注意力与行为层面已执行的眼动运动程序的强制性耦合, 并表明注意力和声运动控制在某些皮质或皮质下的处理阶段是可以分离的。重要的是, 我们观察到, 在平均囊面之前, 两个囊的视觉灵敏度得到了同等的提高, 这表明全球效应来自于在囊面开始之前尚未解决的囊面目标选择。

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		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:221px;">Computer</td>
			<td style="width:537px;">Apple iMac (Cupertino, CA)&#160;</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:603px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:221px;">CRT Screen</td>
			<td style="width:537px;">Sony GDM F900 (Tokyo, Japan)&#160;</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>24 inch screen with a spatial resolution of 1024 x 640 pixels and&#160; a vertical refresh rate of 120 Hz</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:221px;">Eye Tracker</td>
			<td style="width:537px;">EyeLink 1000 Desktop Mount (SR Research, Osgoode, Ontario, Canada)</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>operating at a sampling rate of 1 kHz</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:221px;">Software</td>
			<td>Matlab (The MathWorks, Natick, MA) / toolboxes: Psychophics, EyeLink</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

investigating the deployment of visual attention before accurate and averaging saccades via eye tracking and assessment of visual sensitivity

该实验方案旨在研究视觉注意是否强制部署在囊尾端。为此, 我们通过眼动追踪记录了参与囊赛任务的人类参与者的眼睛位置, 并评估了在准备关节过程中不同地点的视觉定位歧视表现。重要的是, 该协议不使用一个单独的囊级目标范式, 其中的囊级端点通常与目标大致重合, 而是表示附近的两个 saccade 目标, 从而导致了一个明显的空间分离在大量试验中的目标位置和囊点端点。该范例使我们能够比较准确的囊尾 (在其中一个囊目标上着陆) 和平均囊点 (在两个目标之间的中间位置着陆) 的端点的下表视觉判别性能。我们观察到, 在精确囊的终点, 但不是在平均囊尾点, 视觉灵敏度的选择性增强。相反, 在执行平均囊面之前, 两个目标的视觉灵敏度都得到了同样的增强, 这表明在囊上目标中, 平均囊面是在未解决的注意力选择之后出现的。这些结果反对基于直接测量选择性视觉灵敏度的视觉注意力和囊学编程之间的强制性耦合, 而不是在其他协议中使用的 saccade 反应时间来得出类似的结论.虽然我们的协议提供了一个有用的框架, 以调查视觉注意力和在行为层面的眼动之间的关系, 它也可以与电生理措施相结合, 以扩大在神经元水平的见解。

在这里, 我们只提出一些具有代表性的核心成果。所有的结果都可以在我们最近的出版物23中找到。请注意, 无论数据的持续时间如何 (即瞬态和连续提示条件结合在一起进行最终分析), 数据都主要是进行分析的。为了进行统计比较, 我们从单个主体手段的分布中提取了 10, 000个引导样本 (替换), 并从引导样本之间的差异分布中得出了双尾p值。
对盘面和偏移的检测是基于凝视的速度分布 24.当眼睛的速度超过 3 sd 的中值至少为20毫秒时, 我们用移动平均线在随后的20个眼睛位置样本中使用了移动平均线来确定球囊的偏移量在离线选择的主囊序列后执行, 并且仅包括在相应的纠正囊分析中, 如果他们降落在7°和13°之间, 从固定目标, 并启动后的前500毫秒后的主囊序列为以及在参与者的手动响应之前。
在进行最后数据分析之前, 对数据进行了轮换 (见 6.2)。因此, 在数据旋转后, 最逆时针的囊面目标 ST 1始终表示在 + 45°/+ 15° (分别在90°和30°条件下), 在接应目标之间的位置 BTW 为 0° (在90°和30°条件下),和最顺时针的囊目标 ST2在-45°/15° (分别在90°和30°条件下) 相对于角度0。在90°和30°条件下, 除 st1、st2和 Btw 以外的位置都被视为控制位置 (ctrl)。
我们的协议允许我们根据记录的眼睛数据, 评估两个在不同角度距离下的球团目标之间的声光竞争。如预期的那样, 与 90° (图 3 a 和 3A) 和 30° (图 3A和3A) 条件相关的连接点分布差别很大。我们观察到, 在90°条件下, 其中41.0% ±1.0% 的囊尾在扇区内结束, 包括最逆时针的囊面目标 ST 1 和41.0 ±1.9% 的扇1.8±1.9% 在扇区内, 包括最顺时针旋转的囊目标 ST2 (图 3c)。相反, 在30°条件下, 参与者执行了大量的平均囊面。在这里, 33.6% ±2.4% 的囊面在 2个 sac 目标之间的扇区结束, 29.95% ±1.6% 在扇区内结束, 包括 ST 1, 在扇区内, 包括 ST2(图 33.6).
此外, 通过对分布在视觉场上的所有24个位置的视觉灵敏度评估, 我们能够详细分析在光运动编程过程中关注的空间部署。总体而言, 考虑到各个方向的 scade, 我们观察到相对于控制位置 CTRL 的两个 sctrl 的视觉灵敏度的选择性促进 (对应于除 ST 1、st之外的所有位置的平均值)2, 和 BTW) 在 90° (st1:d' = 2.2±0.3 对 ctrl: d ' = 0.3±0.1, p < 0.0001;ST2:d' = 2.2±0.4 对 ctrl, p < 0.001;ST1对 st2, p = 0.8964;图 4 a)和 30° (ST1:d' = 2.2±0.3 对 ctrl: d ' = 0.3±0.1, p < 0.0001;ST2:d' = 2.1±0.3 对 ctrl, p < 0.0001;ST1对 st2, p = 0.6026;图 4b)条件。中间位置的视觉灵敏度明显低于囊接目标位置 (BTW: d ' = 0.6±0.2 对 ST1, p < 0.0001;BTW 对 ST2, p < 0.0001;但是, 与30°条件下的控制位置相比, 它略有增加 (BTW 对 ctrl, p = 0.0010)。
为了消除视觉注意力是否强制部署在 saccades 的终点, 我们分析了所有位置的视觉灵敏度作为 scade 着陆方向的函数 (参见协议中的步骤 6.3)。至关重要的是, 在该协议的30°条件下观察到的特定囊着陆分布使得有可能在与空间上不同的端点相关的连接点响应相同的视觉输入之前分析视觉注意力的部署.更具体地说, 通过在平均囊面之前分析视觉灵敏度, 我们可以确定注意力是否向囊尾转移, 即使它在空间上与囊处理目标不重合。我们观察到, 在 90° (ST1 + 2囊化: d ' = 3.0±0.4 对 st1 + 2 非s配备: d ' = 1.7 ±0.4, p < 0.0001;图 4e)和 30° (ST1 + 2 saccaded: d ' = 2.7±0.4, 而 st1 + 2非 sacd:d ' = 2.0±0.3, p = 0.0080;图 4 f)条件。相反, 在平均囊面之前, 在囊面端点的视觉灵敏度没有增强, 而是略有降低 (BTW sacd:d = 0.4 ±0.2 与 BTW 非 sacd:d ' = 0.7±0.2, p < 0.0001;图 4F)。因此, 视觉上的注意力并没有强制地转移到即将到来的囊尾端。有趣的是, 平均囊面与在周围两个囊目标 (ST 1:d ' = 2.2±0.4 对 ST2:d' = 2.2±0.4, p = 0.8402;图 4d), 表明在平均囊尾数开始之前, 在囊状物靶点中的注意力选择并不容易解决。
为了进一步评估平均囊线前注意力选择的潜在相关性, 对数据进行了分析, 作为矫正囊的着陆方向的函数, 在平均囊面的执行过程中可以经常观察到这一点。我们没有观察到一个显著的好处, 在纠正囊的终点后, 平均囊 (纠正囊针对 ST 1+ 2: d ' = 2.8 ±0.5 与矫正囊而不是针对 st1 + 2: d ' = 2.5±0.8, p, p= 0.68300;图 5C), 支持在平均囊号之前未解决注意力选择的解释。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59162/59162fig1.jpg"> 图 1: 向参与者提供的说明.在每个块开始时向参与者提供的实验说明的可视化。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59162/59162fig1large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59162/59162fig2.jpg"> 图 2: 实验程序和归一化的萨卡德着陆频率图.(a) 刺激时间和显示。参与者准备了一个从固定目标 (FT) 到两个潜在的囊目标 (ST1和 st2) 之一的囊, 同时出现在两个随机选择的刺激流, 目标间角距离为 90° (顶部)板) 或 30° (底部面板)。囊目标要么连续显示 (cST1 + 2), 要么瞬态显示 (tst1 + 2)。刺激流可以是干扰流 (DS), 由交替的垂直护波和掩码 (40 Hz) 或判别目标流 (DTS) 组成, 其中包括一个简短的判别目标 (DT, 25 毫秒), 顺时针方向或逆时针倾斜的加博尔, 显示在囊状靶点开始后75至175毫秒之间。参与者向其中一个吊带目标靠拢, 必须报告歧视目标的方向, 随机出现在24个刺激流位置中的一个位置。请注意, 刺激是为了提高其可见性而绘制的草图。实际刺激与刺激流描述中显示的值相匹配。(b) 90° (顶部) 和 30° (底部) 条件下 (在瞬态和连续 st 演示过程中崩溃) 的参与者之间的规范化 saccade 着陆频率图 (n = 10)。这一数字已从 Wollenberg 等人 (2018年)23转载。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59162/59162fig2large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59162/59162fig3.jpg"> 图 3: 带卡的指标.(A-B)圆形图显示了在 90° (A) 和30°条件 (B) 中均匀分布的5°角段中绑定的囊架着陆方向的平均频率分布。刺激结构旋转为围绕几何角度零点对称对齐两个囊目标 (请参见中心内集)。  (c-d) 条形图说明了试验的平均频率, 这是在24个分布均匀的15°角扇区中绑定的囊架着陆方向的函数。数据显示了在90° (C) 和30°条件 (D) 中感兴趣的三个位置 (ST1、btw 和 st2)。(E-H)在 90° (E, G) 和30°条件 (F, H) 中观察到相同的三个感兴趣的位置的平均囊潜伏期 (E, f) 和振幅 (G, H)。无论将显示所有数据, 而不考虑 "沙分目标" 的持续时间 (连续或瞬变)。浅灰色区域和误差条表示 SEM. 极图黑线和相应的浅灰色区域显示数据点之间的线性插值。这一数字已从 Wollenberg 等人 (2018年)23转载。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59162/59162fig3large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59162/59162fig4.jpg"> 图 4: 视觉灵敏度.(A-B)。圆形图显示平均视觉灵敏度 (d '), 作为 90°(A) 和30°条件 (B) 中 DT 位置的函数, 而不考虑囊上目标的持续时间以及观察到的所有囊线方向。条形图显示了四个感兴趣的位置 (ST1、btw、st 2、ctrl) 的视觉灵敏度。(C-D)视觉灵敏度作为 DT 位置相对于90° (C) 和30°条件 (D) 的囊接落着陆方向的函数, 而不考虑囊上目标的持续时间 (蓝色: scst 1 的囊线; 绿色: btw 的囊面; 红色: st 2 的囊面带).对于每个接机方向, 我们取了每个歧视目标位置的平均灵敏度。例如, 蓝线绘制视觉灵敏度时, 囊线被打到 ST 1 和判别目标是在 st1 (+ 15°在极图上), BTW (15°逆时针对 st 1; 0°的极图) 或st 2 2(30°逆时针方向 st1; + 345 °的极图), 依此类推。(E-F)条形图显示了在 saccaded (例如::::::: st1的 dt 和 st 1 的 saccaded) 和 90° (e) 中的非 saccaded 位置 (浅紫色: st1的 dt 和 ST 2 或 btw的 saccaded) 显示的 dt 的灵敏度.和 30° (F) 条件。约定如图 3所示。这一数字已从 Wollenberg 等人 (2018年)23转载。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59162/59162fig4large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59162/59162fig5.jpg"> 图 5: 矫正囊.(a) 循环图显示在平均囊线之后的纠正囊着陆方向的平均频率分布。(b) 条形图显示了三个感兴趣的位置 (st1、BTW 和 st2) 的平均囊线下的纠正囊着陆方向的平均频率。(c)条形图说明了在执行平均囊的所有试验中, 视觉灵敏度是第一个校正囊的方向的函数。紫色条显示视觉敏感性的试验中, 纠正囊针对的是 dt 出现的位置 (例如 ST1的 dt 和针对 st1的校正囊)。在纠正型囊的试验中, 浅紫色条显示出视觉上的敏感性, 在这些试验中, 校正囊线指向与 DT 出现的位置不同的位置 (例如 st1处的 dt 和针对 st2或 btw 的校正囊)。约定如图 3-4所示。这一数字已从 Wollenberg 等人 (2018年)23转载。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59162/59162fig5large.jpg" target="_blank">请点击这里查看此图的较大版本.</a>

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Investigating the Deployment of Visual Attention Before Accurate and Averaging Saccades via Eye Tracking and Assessment of Visual Sensitivity

该实验方案结合了眼动追踪和双任务范式中的后突视觉敏感性评估, 包括自由选择的接应任务和视觉识别任务, 以调查视觉空间注意力的部署之前, 准确和平均的囊。

通过视觉跟踪和视觉灵敏度评估, 探讨准确、平均的视频前视觉注意的部署

This experimental protocol was designed to investigate whether visual attention is obligatorily deployed at the endpoint of saccades. To this end, we ...

该协议旨在调查在 saccade 编程期间视觉注意力的空间部署，并允许在人们查找位置之前评估他们尝试什么。该协议的主要优点是，在执行所谓的平均囊线之前，可以分析视觉注意力，这些囊体位于两个囊目标之间的中间位置。尼娜·汉宁，我们实验室的博士生，将展示参与者的角色。在昏暗的照明室开始设置实验材料，房间内包括计算机、阴极射线管或 CRT 监视器、标准键盘、两个扬声器和眼动仪。然后打开眼动追踪软件，并加载预先编写的脚本，该脚本包括刺激演示和捕获行为和眼睛数据的所有参数。在 CRT 屏幕上以 120 赫兹的最小垂直刷新率显示所有视觉刺激。使用键盘上的左右箭头键评估参与者对歧视目标方向的评估，无论是逆时针还是顺时针。确保在屏幕上正确显示视觉加博尔。最后，设置扬声器，以便为不正确的手动响应提供听觉反馈。首先让参与者坐在眼动仪前的椅子上。将下巴放在下巴上休息，将额头靠在杆上，以抑制头部运动。接下来，通过要求参与者跟随一个点在屏幕上的不同位置移动，来运行校准过程，以确保参与者的凝视可以在一个度半径内准确跟踪。在实验期间，在每次试验开始时在屏幕中心监控正确的固定。接下来，指示学员在每个试用开始时固定在屏幕中心。然后通知参与者，屏幕上将显示 24 个闪烁的干扰流，其中两个流将被白色帧提示，这些帧将很快闪烁或保留在屏幕上直到试用结束。请学员尽快朝两个提示之一的中心看。最后，请学员分别按键盘上的右箭头或左箭头，手动报告倾斜的 Gabor 是顺时针旋转还是逆时针旋转。说明如果未正确报告倾斜 Gabor 的方向，将播放声音。以屏幕中央的黑白牛眼的形式，以固定目标开始任务。将固定目标与囊目标的开始一起从屏幕上删除。在试验开始时，在距离固定目标 10 度的半径下显示 24 个均匀的分空干扰器流。在垂直 Gabor 贴片和高斯像素噪声掩码之间每 25 毫秒使用一次动态刺激。固定目标开始后300至600毫秒之间，在试验中以两个随机选择的注意力源流围绕两个随机选择的注意力源流的灰色圆圈的形式呈现两个囊状目标，角度距离为30度或90度。确保改变囊靶发作时间，从试验到试验，以避免参与者采用可预测的囊性执行模式。接下来，随机显示一个歧视目标，一个倾斜的 Gabor 贴片顺时针旋转或逆时针旋转 12 度相对于垂直 25 毫秒，以取代随机选择的注意力源流中的垂直 Gabor 贴片。然后选择歧视目标呈现的时间窗口，以最大限度地增加歧视目标在囊发生前发生的试验数量。在囊目标开始 500 毫秒后，从屏幕上擦除所有刺激，这样只剩下灰色背景。最后，等待参与者通过键盘通过键盘指示歧视目标的方向，按下逆时针方向的左箭头和顺时针方向的右箭头，并在参与者报告歧视目标方向错误时播放反馈声音。给出手动响应后自动启动下一个试用。结果表明，与90度和30度条件相关的囊端点分布差异很大。此外，考虑到所有方向的囊体，数据显示，在90度和30度条件下，两个囊目标相对于控制位置的视觉灵敏度有选择性地提高。在 90 度和 30 度条件下，精确囊的端点视觉灵敏度显著增强。相比之下，在平均囊性之前，在囊点端点视觉灵敏度没有增强，但略有降低。最后，在平均囊后矫正囊的终点没有观察到任何显著的好处，这支持了在平均囊之前没有解决注意力选择的解释。确保测量在准备过程中视觉注意力。为此，只在分析中列入那些在囊中出现歧视目标之前实际出现的审判。应用来自前眼场或高级 caliculi 等区域的并发神经生理记录可以扩展对神经元水平注意力和囊性眼动之间的耦合的见解。

Research

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