الجزء 1: التكامل Transsaccadic يعتمد على مورد ذاكرة محدود

لمزيد من المعلومات: ali.ma@wecistanche.com

الرجاء النقر هنا للجزء 2

انقر لالفوائد والآثار الجانبية للذاكرة

تسبب حركات العين السكرية تحولات واسعة النطاق للصورة التي تسقط على شبكية العين. بدلاً من بدء المعالجة المرئية من جديد بعد كل مرمى ، يجمع النظام المرئي بين معلومات ما بعد السكادي والمدخلات المرئية من قبل المرمى. بشكل حاسم ، يتم ترجيح المساهمة النسبية لكل مصدر من مصادر المعلومات وفقًا لدقتها ، بما يتوافق مع مبادئ التكامل الأمثل. لقد استنتجنا أنه إذا تم الاحتفاظ بإدخال ما قبل saccadic في متجر محدود الموارد ، مثل العمل المرئيذاكرة، ستعتمد دقتها على عدد العناصر المخزنة ، بالإضافة إلى الأولوية التي تنتبه لها. قدّر المراقبون لون المحفزات التي تغيرت بشكل غير محسوس خلال حركة ما ، وفحصنا المكان الذي تقع فيه التقارير على التسلسل بين قيم ما قبل وما بعد saccadic. زاد التحيز تجاه لون ما بعد السكادي مع الحجم المحدد لشاشة ما قبل السكادي ، بما يتوافق مع زيادة ترجيح مدخلات ما بعد السكادي حيث انخفضت دقة تمثيل ما قبل السكادي. في تجربة ثانية ، حققنا في ما إذا كان متحولًاذاكرةيتم تخصيص الموارد بشكل تفضيلي للعناصر ذات الأولوية عن قصد. يشير مؤشر السهم إلى عنصر واحد قبل السكادي لأنه من المرجح أن يتم اختياره للتقرير. كما هو متوقع ، زادت الإشارات الصالحة من دقة الاستجابة والاستجابات المنحازة تجاه اللون ما قبل السكادي. نستنتج أن التكامل Transsaccadic يعتمد على محدودةذاكرةالمورد الذي يتم توزيعه بشكل مرئي بين محفزات ما قبل السكادي.

نظرًا لأن حدة البصر البشرية هي الأعلى في النقرة وتنخفض كدالة للانحراف ، فإننا كثيرًا ما نحرك أعيننا لجلب الأشياء المثيرة للاهتمام إلى رؤية نقرة عالية الحدة (Yarbus ، 1967). ومع ذلك ، فإننا نوجه أنظارنا نحو مكان واحد

يعني بالضرورة سحبها من الآخرين. لدعم تصور المشهد التفصيلي والمستقر عبر عمليات النزوح التي تسببها حركة العين ، فقد تم اقتراح أنه يمكن استخدام المعلومات من التثبيتات السابقة لتكملة المدخلات النقية الحالية في عملية تعرف باسم التكامل العابر (Irwin & Andrews ، 1996).

نظرًا لأن تكامل Transsaccadic يعتمد على معلومات من الماضي القريب لتسهيل الأداء في الوقت الحاضر ، فإن الفرضية البديهية هي أن العمل المرئيذاكرةيساهم في العملية (Aagten-Murphy & Bays، 2019؛ Irwin، 1991؛ Prime، Vesia، & Crawford، 2011). تشير ذاكرة العمل إلى التخزين قصير المدى القادر على الحفاظ على كمية محدودة من المعلومات في حالة نشطة لجعلها متاحة للمعالجة المعرفية (Baddeley & Hitch ، 1974). إن الفكرة القائلة بأن الذاكرة العاملة المرئية يمكن أن تدعم العمليات الإدراكية ليست فكرة جديدة ، حيث أنها متورطة بالفعل في حل الإدراك الغامض (Kang ، Hong ، Blake ، & Woodman ، 2011 ؛ Scocchia ، Valsecchi ، Gegenfurtner ، & Triesch ، 2013) ، البحث المرئي (Desimone & Duncan ، 1995) ، والتحيزات التحفيزية المتسلسلة (Bliss، Sun، & D'Esposito، 2017؛ Fritsche، Mostert، & de Lange، 2017).

يتم الاحتفاظ بمعلومات الكائن Pre-saccadic في العملذاكرةيمكن - مع التحولات المناسبة لمراعاة التحول الشبكي الناجم عن saccade (Bays & Husain ، 2007 ؛ Bridgeman ، Van der Heijden ، & Velichkovsky ، 1994 ؛ Burr & Morrone ، 2011) - بمثابة مصدر إضافي للمعلومات لتعزيز الوظيفة - الإدراك الدقيق. البحث السابق ، كمتوسط ​​مرجح ، يأخذ في الاعتبار الموثوقية النسبية لكل مدخل (Oostwoud Wijdenes، Marshall، & Bays، 2015). من خلال حساب متوسط ​​الضوضاء المستقلة ، قد يُظهر الإدراك المتكامل الناتج دقة أكبر من أي مصدر بمفرده (Ganmor، Landy، & Simoncelli، 2015؛ Wolf & Schutz، 2015).

على الرغم من حدسيته ، دليل مباشر على تورط العمل البصريذاكرةفي التكامل Transsaccadic متناثر. درست العديد من الدراسات تأثير التدخّل على مهام الذاكرة العاملة. لاحظ Prime و Tsotsos و Keith و Crawford (2007) عدم وجود اختلاف في مهمة تمييز التغيير بين الظروف التي تم فيها الحفاظ على وضع النظرة أو تغييره بين عروض التحفيز اللاحقة ، مما يشير إلى أن saccades في حد ذاتها لا يضعف تشغيل العمل البصريذاكرةولا تستبدلها بمخزن منفصل للمتحولات. ومع ذلك ، فإن دراستين تستخدمان طرقًا حساسةذاكرةالدقة (Melcher & Piazza، 2011؛ ​​Schut، Van der Stoep، Postma، & Van der Stigchel، 2017؛ Shao et al.، 2010) وجدت أن صنع عنصر مرئي غير ذي صلة بـذاكرةأعاقت المهمة دقة الاسترجاع اللاحقة لمجموعة الذاكرة ، مع انخفاض في الأداء يعادل زيادة الحجم المحدد لمحتويات الذاكرة العاملة بواسطة عنصر واحد (Schut et al. ، 2017). يشير هذا إلى أن تخصيص موارد الذاكرة للهدف المرمي أمر إلزامي.

تكامل Transsaccadic ، ولكنه يتوافق أيضًا مع استخدام العمل المرئيذاكرةلتسهيل العمليات الإدراكية أو الإدراكية الأخرى ، على سبيل المثال ، لتسهيل البحث البصري (Oh & Kim ، 2004 ؛ Woodman & Luck ، 2004) أو التحولات المتعمدة بعد التدرب (Hollingworth & Matsukura ، 2019).

حتى الآن ، فإن الدليل الأكثر مباشرة يدعم مشاركة العملذاكرةفي التكامل العابر يأتي من دراسة أجراها ستيوارت وشوتز (2018). كما في الدراسات السابقة ، لاحظ هؤلاء المؤلفون مزايا أداء Transsaccadic في تقدير حافز واحد كان قريبًا من التنبؤات بناءً على التكامل الأمثل لمدخلات ما قبل وما بعد saccadic. ومع ذلك ، عندما وضعوا نفس المهمة خلال فترة الصيانة لعمل مرئي نموذجي لعنصر واحدذاكرةالمهمة ، لم يجدوا أي فائدة كبيرة في الأداء على أفضل عرض فردي للحافز (قبل أو ما بعد السكادي). بعبارة أخرى ، أدى إدخال حمل ذاكرة عاملة بصري إلى إلغاء الدليل على تكامل Transsaccadic. على الرغم من أن هذه النتيجة تشير بقوة إلى توافر العملذاكرةمهم للحصول على فوائد التكامل ، فإن تصميم المهمة المزدوجة يترك دوره الدقيق غير مؤكد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن اكتشاف أن تحميل ذاكرة لعنصر واحد ألغى تكامل Transsaccadic بالكامل أمر غير متوقع ، نظرًا للأدلة الشاملة على أنه يمكن الاحتفاظ بالعناصر المتعددة في وقت واحد أثناء العملذاكرة(انظر أيضًا Melcher، 2009؛ Melcher & Fracasso، 2012 للحصول على دليل على أن تأثيرات transsaccadic الأخرى لها قدرات أكبر من واحد).

واحدة من السمات المميزة للعمل المرئيذاكرةهي أن المعلومات التي يمكنه الاحتفاظ بها محدودة للغاية (Alvarez & Cavanagh، 2004؛ Cowan، 1998؛ Luck & Vogel، 1997). في مهام التقارير التناظرية ، يتجلى هذا الحد في انخفاض دقة الاسترجاع مع زيادة عدد العناصر في الذاكرة (Ma، Husain، & Bays، 2014؛ Schneegans، Taylor، & Bays، 2020؛ van den Berg، Shin، Chou، George ، & Ma، 2012؛ Zhang & Luck، 2008). بالإضافة إلى ذلك ، تعملذاكرةيتسم التخصيص بالمرونة ، لذا يمكن توجيه الموارد بشكل تفضيلي إلى عناصر معينة بناءً على الأولوية السلوكية (بايز ، 2014 ؛ بايز وحسين ، 2008 ؛ أوبيرور ولين ، 2017 ؛ شميدت ، فوغل ، وودمان ، & لاك ، 2002 ؛ يو ، كليزيجكو ، كورتيس ، وما ، 2018). في هذه الدراسة ، قمنا بالتحقيق في كيفية تخصيص العملذاكرةإلى العناصر pre-saccadic يؤثر على التكامل Transsaccadic. للحصول على تقدير حساس ومتدرج للعملذاكرةالتخصيص ، استخدمنا الترجيح النسبي لمدخلات ما قبل وما بعد saccadic في تقدير لون العنصر باعتباره مقياس الأداء الرئيسي لدينا. استنادًا إلى الدراسات السابقة (Ganmor، Landy، & Simoncelli، 2015؛ Oostwoud Wijdenes et al.، 2015؛ Wolf & Schutz، 2015) ، توقعنا أن يعكس هذا الترجيح الموثوقية النسبية للمعلومات السابقة واللاحقة.

التجربة 1:

هنا ، قمنا بالتحقيق فيما إذا كان تكامل Transsaccadic يعتمد على مورد محدود من خلال معالجة حجم مجموعة pre-saccadic. إذا كان دور العمل المرئيذاكرةفي تكامل transsaccadic هو تخزين مدخلات pre-saccadic ، نتوقع أن تنخفض جودة المعلومات المتاحة للتكامل مع زيادة عدد العناصر في الصورة pre-saccadic. لاختبار هذا التوقع ، قدمنا ​​للمراقبين من واحد إلى أربعة أقراص ملونة في رؤيتهم المحيطية قبل أن نحثهم على تنفيذ حركة أفقية بعد مجموعة التحفيز. أثناء العملية ، اختفت جميع الأقراص باستثناء قرص واحد ، وتغير لون القرص المتبقي قليلاً. طُلب من المشاركين الإبلاغ عن لون هذا القرص ، واستخدمنا توزيع إجاباتهم بالنسبة إلى ألوان ما قبل وما بعد saccadic لتقييم الوزن المخصص لكل إدخال. نظرًا لأن تغير اللون كان صغيرًا وحدث أثناء تحرك العين ، فقد توقعنا أن يكون المشاركون غير مدركين في الغالب لذلك. اختبرنا هذا الافتراض في استخلاص معلومات منظم بعد التجربة.

طُرق

مشاركون

شارك أربعة عشر مشاركًا (9 إناث) تتراوح أعمارهم بين 20 و 35 عامًا (متوسط ​​= 24. 7) في التجربة 1.

الشكل 1. مثال على تسلسل المحاكمة في التجربة 1 (وليس على نطاق واسع) ، لمحاكمة مع مجموعة الحجم ثلاثة. تمثل الدوائر الحمراء المتقطعة النظرات. يمثل السهم الأحمر المتقطع ناقل الرمي. تغير الحافز بمجرد أن عبرت النظرة خط الوسط العمودي للشاشة. تم المبالغة في تغيير اللون لأغراض التوضيح.

أبلغ المشاركون عن حدة بصرية طبيعية أو مصححة إلى طبيعية. تم ضمان رؤية الألوان الطبيعية من خلال اختبار فحص (Ishihara ، 1972) تم إجراؤه قبل الدراسة. كان المشاركون ساذجين فيما يتعلق بالغرض من التجربة وتم تعويضهم بدفع 10 جنيهات إسترلينية / ساعة. تمت الموافقة على التجارب من قبل لجنة أخلاقيات أبحاث علم النفس في كامبريدج.

تم الحصول على الموافقة المستنيرة وفقًا لإعلان هلسنكي.

جهاز ومنبهات

تم تقديم المحفزات على شاشة Asus ROG PG279Q مقاس 27 بوصة (معدل تحديث 144 هرتز ، و 2560 × 1440 بكسل ، ووضع ULMB ، وتعطيل رفع تردد التشغيل)

على مسافة عرض 6 0 سم. كانت خلفية الشاشة سوداء (0.3 cd / m2) طوال التجربة. تم تتبع موضع العين عبر الإنترنت باستخدام EyeLink 1000 المثبت على المكتب (SR Research). تم تنفيذ توليد وعرض المحفزات في Matlab باستخدام Psychophysics Toolbox (Kleiner ، Brainard ، & Pelli ، 2007). استخدم الكود المخصص مؤقت الأحداث عالي الدقة الخاص بشرائح الكمبيوتر لمزامنة العرض ومتعقب العين ، والذي تم أخذ عينات منه بشكل غير متزامن عند 1000 هرتز. قمنا بقياس متوسط ​​تأخر الإدخال (يُعرّف على أنه الفترة الفاصلة بين طلب برنامج لتحديث الشاشة وإكمال 90 بالمائة من تغيير السطوع المطلوب) بحوالي 11 مللي ثانية ، بما يتوافق مع القيم التي تم الإبلاغ عنها مسبقًا لهذا العرض (Fabius و Fracasso و Nijboer و & Van der Stigchel، 2019؛ Zhang et al.، 2018).

التصميم والإجراء

تم توضيح التسلسل التجريبي في الشكل 1. وبدأت كل تجربة بعرض نقطة تثبيت رمادية (قطر 0. 5 درجات زاوية بصرية ، 71.3 شمعة / متر مربع) على خلفية سوداء بشكل منتظم (0 .3 شمعة / م 2). اعتمادًا على اتجاه المرمى ، ظهرت نقطة التثبيت 6 درجات إلى يسار أو يمين مركز الشاشة. تم تقديم أربعة أحرف (A و B و C و D) في مواقع التحفيز المحتملة ، والموجودة في دائرة تخيلية نصف قطرها 4 درجات تتمحور حول نقطة التثبيت ، في مواضع زاوية (-60 درجة ، -20 درجة ، زائد 20 درجة) ، بالإضافة إلى 60 درجة) حيث

0 درجة في الاتجاه الأفقي باتجاه مركز الشاشة. بعد الحفاظ على التثبيت في حدود درجتين من نقطة التثبيت لفترة

5 0 0 مللي ثانية ، ظهرت نقطة ثانية (هدف المرمى) بإزاحة أفقية (ومن ثم سعة المرمى المطلوبة) تبلغ 12 درجة من نقطة التثبيت الأولى. أشارت هذه النقطة إلى الموقع الذي كان على المراقبون أن يبحروا إليه بمجرد استلامهم للإشارة. لاحظ أنه لم يكن من الممكن ترتيب مواقع التحفيز الأربعة لتكون متساوية في نفس الوقت من كل من نقاط التثبيت قبل السكادي وما بعد السكادي. لقد اخترنا أن نجعل جميع المواضع الأربعة على مسافة متساوية من التثبيت المسبق ، ونتيجة لذلك كانت الموضعان A و D أبعد عن نقطة تثبيت ما بعد السكادي من B و C (10.0 درجات مقابل.

بعد 5 0 0 مللي ثانية من التثبيت الإضافي ، تم استبدال الحروف بواحد أو اثنين أو ثلاثة أو أربعة أقراص ملونة (1 درجة في القطر). تم رسم الألوان عشوائيًا من دائرة في مساحة CIELAB (L=74 ، الأصل عند=ب=0 ، نصف قطر 40). بالنسبة للأحجام المحددة من واحد إلى ثلاثة ، تم اختيار المواضع غير المشغولة عشوائيًا ، وتم موازنتها عبر التجارب ، وتم ملؤها بنقاط عنصر نائب رمادية (قطرها 0.3 درجة) لتقليل عدم اليقين المكاني. تم تقديم عرض ما قبل السكاديك لمدة 1000 مللي ثانية. بعد 1000 مللي ثانية أخرى ، اختفت نقطة التثبيت الأصلية وتم إصدار صوت تنبيه في نفس الوقت ،

الإشارة إلى المشارك بإجراء حركة العين على الهدف المرمي في أسرع وقت ممكن.

بمجرد عبور النظرة للخط الوسط العمودي للشاشة ، تم استبدال جميع عناصر ما قبل السكادي باستثناء واحدة (تم موازنة الموقع عبر التجارب) بنقاط العنصر النائب. تم تغيير لون العنصر المتبقي (أي ما بعد السكادي) إما في اتجاه عقارب الساعة (CW) أو عكس اتجاه عقارب الساعة (CCW) بمقدار 25 درجة على دائرة اللون. تم اختيار اتجاه هذا التحول بشكل عشوائي. تم عرض عنصر ما بعد saccadic حتى 300 مللي ثانية بعد اكتشاف إزاحة saccade بواسطة برنامج تعقب العين.

عنصر ما بعد saccadic ، ظهرت عجلة ألوان (بقطر 5 درجات ؛ تم تدويرها عشوائيًا) حول نقطة تثبيت ما بعد السكادي. تم عرض حرف يشير إلى موضع عنصر ما بعد السكادي في وسط العجلة. تم توجيه المشاركين للنقر فوق اللون الموجود على العجلة الذي يتطابق بشكل أفضل مع اللون الذي تم تذكره للعنصر المشار إليه بالحرف. تم استخدام الحروف كإشارة غير مخفية للإشارة إلى العنصر الذي يجب الإبلاغ عنه ؛ على الرغم من أن الرسالة تشير دائمًا إلى العنصر الذي ظل مرئيًا بعد المرسل ، أظهر الاختبار التجريبي أن المشاركين غالبًا ما كانوا غير مدركين أن أحد العناصر تم عرضه لفترة أطول من عجلة الألوان ، تم استبدال حرف الحرف المركزي بقرص (1 درجة في القطر ) يشير إلى اللون الموجود أسفل موضع الماوس الحالي. بعد تسجيل الاستجابة ، تم استبدال العجلة بنقطة التثبيت المسبق ، لبدء التجربة التالية.

درجتان من نقطة التثبيت السابقة للسكاكاد في أي وقت قبل المرمى ، إذا لم يبدأ المرسل بمقدار 500 مللي ثانية بعد اختفاء نقطة التثبيت السابقة للسكاد ، إذا هبط المرمى أبعد من

2.5 درجة من نقطة التثبيت ما بعد السكادي ، إذا استغرق المرسل وقتًا أطول من 150 مللي ثانية ، أو إذا تم الإبلاغ عن وميض قبل ظهور عجلة الألوان. عندما تم إحباط تجربة ، تم عرض رسالة ملاحظات لـ

ثانيتان في مركز الشاشة وتم إلحاق تجربة نفس الحالة التجريبية بنهاية الكتلة.

أكمل المراقبون 480 تجربة ناجحة موزعة على أربع مجموعات من 120 تجربة لكل منها. داخل كل كتلة ، تم تشذير الحجم المحدد وموقع العنصر المبلغ عنه بشكل عشوائي. بدأت كل جلسة بمجموعة تدريب تم فيها تدريب المشاركين على عنصر حركة العين في التجربة. في مهمة التدريب هذه ، تم استبدال تقرير اللون بملاحظات حول ما إذا كان المرسل قد استوفى جميع المتطلبات التجريبية. تم شرح رسائل الخطأ لفظيًا من قبل المجرب عند تشغيلها. استمرت هذه الممارسة حتى أصبح المشاركون واثقين من الجانب الحركي للعين من المهمة.

التحليلات

كانت المقاييس الأساسية للاهتمام هي التحيز والتشتت في استجابات اللون بالنسبة إلى اللون السابق واللاحق للعنصر الذي تم فحصه. قدرنا هذه على أنها المتوسط ​​الدائري والانحراف المعياري الدائري (SD) ، على التوالي. لهذا الغرض ، قمنا بتدوير قيم الألوان التي تم الإبلاغ عنها وعكسها ، بحيث تكون 0 درجة مطابقة للون ما قبل السكادي والقيم الموجبة في اتجاه لون ما بعد السكادي.

نظرًا لأن الاستجابات انعكست على نصف التجارب ، فإن أي تحيز إجمالي في استجابة الأسلحة الكيميائية أو اتفاقية الأسلحة التقليدية كان متوازنًا ولا يمكن أن يؤثر على حساب المتوسط ​​الدائري ؛ ومع ذلك ، فإن مثل هذا التحيز في الاستجابة يميل إلى تضخيم تقديرات

SD دائري. لمعالجة هذا الأمر ، بعد تدوير الردود ، ولكن قبل عكسها لجعل لون ما بعد saccadic إيجابيًا (كما هو موضح أعلاه) ، قمنا بطرح تحيز الاستجابة الإجمالي لكل مشارك ، محسوبًا على أنه المتوسط ​​الدائري على التجارب. تم تطبيق هذه العملية عند تقدير SD الدائري فقط ، ولكن لاحظ أنه لن يكون لها أي تأثير على تقديرات المتوسط ​​الدائري.

تم إجراء الاختبارات الإحصائية للفرضيات باستخدام اختبارات Bayesian ANOVA و Bayesian t في JASP (فريق JASP ، 2020) مع مقدمات افتراضية. النتائج مع BF10 من خمسة تشير إلى أن قوة الدليل على الاختلاف أكبر بخمس مرات من قوة الدليل لعدم وجود فرق. على العكس من ذلك ، يشير BF01 من خمسة إلى نفس قوة الأدلة التي تفضل عدم وجود فرق.