心理想象对意识知觉的功能影响补充文献



1. 文献

Pearson, J., Clifford, C. W., & Tong, F. (2008). The functional impact of mental imagery on conscious perception. Current Biology, 18(13), 982-986. https://doi.org/10.1016/j.cub.2008.05.048

S1. Brainard, D.H. (1997). The Psychophysics Toolbox. Spat. Vis. 10, 433–436. S2. Pelli, D.G. (1997). The VideoToolbox software for visual psychophysics: Transforming numbers into movies. Spat. Vis. 10, 437–442. S3. Pearson, J., and Clifford, C.W. (2005). Mechanisms selectively engaged in rivalry: normal vision habituates, rivalrous vision primes. Vision Res. 45, 707–714.

2.被试

共有14名被试参加了本研究的各种实验(实验1,N = 7;实验2,N = 5;实验3,N = 5;实验4,N = 4;实验5a,N = 5;以及 实验5b,N = 4)。在所有主要实验中,一名作者J.P.担任被试。相同的五名被试参加了实验1-3,而这五名被试中只有四名参加了试验4和5。被试由经验丰富的心理物理学观察者组成(除J.P.外),他们对研究的目的一无所知。 所有被试的视力都正常或矫正视力正常,并报告他们可以维持定向视觉图案的心理想象。 被试在参加实验之前已获得知情的书面同意,并获得了参加的报酬。

3. 视觉刺激和程序

被试使用下巴托(chin rest)来查看所有展示的东西,并被指示在每次实验中将注视点固定在fixation上。视觉刺激是使用MATLAB和Psychophysics工具箱[S1,S2]生成的,并呈现在线性CRT监视器上(1024×768分辨率;刷新率85 Hz)。所有实验均在黑暗的房间中进行。 使用了镜子——立体镜,从而呈现出不同的图案到每只眼睛。靶心注视点(bull’s-eye fixation point)(直径0.8)用于辅助双目会聚。在大多数实验中,竞争刺激由左眼所示的绿色垂直光栅和右眼所示的红色水平光栅组成,两者均以固定点周围的环带样呈现(图1A)。

图1

这些光栅由应用于高斯窗口平均亮度分布(空间频率0.67周期/,高斯s = 3)的刺激对比度的正弦调制定义,该亮度分布在整个窗口上的平均亮度为0.7 cd / m2。这些定向的图案相对于刺激的平均亮度具有25%的内部对比度,仅是因为周围的背景是黑色的。每次显示的每个光栅的空间相位(spatial phase)都是随机的。刺激的颜色值如下:绿色:CIE,x = .285,y = .610;红色:x = .618,y = .342。

在基于特征的注意实验中,我们通过将绿色垂直光栅和红色水平光栅物理求和成单个图像,构造了一个格子刺激,该图像被呈现给两只眼睛(图3A,底部)。

图1

格子刺激中每个颜色分量的亮度设置为原始竞争光栅的亮度的40%。

观察者通过按下键盘上分配的三个按钮之一来表示他们对竞争显示的感觉,以表明他们是主要看到绿色的垂直光栅,红色的水平光栅,还是由于双目组合或一块一块地对抗(piecemeal rivalry)而大致相等地混合了这两个光栅。如果报告有超过20%的展示被混合,则该试验组将从进一步的分析中删除。该研究排除了一个被试,其报告:对竞争性展示的感知在50%以上的展示中都是重复混合的,因此被排除在研究之外。

为了最大程度地减少对眼睛优势的潜在偏见影响,我们使用了感知方法来匹配竞争光栅的相对强度。匹配竞争光栅相对强度的方法:该过程涉及调整两个光栅的相对对比度,以确定知觉竞争最平衡并因此最容易受到干扰的点。在每次展示竞争性展示之后(每10.75 s),将向观察者显示在以前的展示中占主导地位的图案,并形成鲜明对比(例如,图2A)。

图1

当在竞争中下一次出现这种图案时,对于高对比度干涉刺激的适应,会导致较弱的神经反应,从而增加其感知抑制和感知优势逆转的可能性[S3]。在这里,调整了两个竞争光栅的对比度,以使干涉刺激在80%至90%的展示上引起了知觉转换,表明知觉竞争均衡。例如,如果一个干涉刺激可以引起从红色光栅到绿色光栅的主导转换,而不是从绿色到红色,则红色光栅的对比度将增加,直到可以在任一方向上有效地诱发开关。这种方法使我们能够平衡竞争图案的相对强度。

在下面的每个实验中,被试通常进行一到三个实验session。每个session持续不到1小时,以免疲劳。在每个session中,想象,知觉和/或注意的实验条件发生在以伪随机顺序进行的单独试验块中。指示被试在每个试验块(10分钟)内将注视点保持在fixation上,并要求他们在每个试验块中间短暂休息。

实验1 每10.75 s出现一次竞争性刺激,并指示观察者报告每种情况下两种对立竞争图案中哪种占主导地位(图1A)。在想象条件下,通过尝试保持光栅的颜色和方向都生动的心理图像,指示被试想象在单独的实验块中先前占优势的光栅或先前受抑制的光栅。在实际数据收集之前,观察者有机会在实验开始时查看两个光栅图案。

观察者还执行了此实验的基于特征的注意版本。在竞争演示之间的空白期间的中间4秒钟,显示了包含两种竞争图案的复合格子。指示观察者注意(attend to)以前占主导地位或以前被压制的图案。两只眼睛都可以看到格子刺激来防止竞争,并且由红色和绿色光栅成分的总和构成,该红色和绿色光栅成分的总和为竞争光栅亮度的40%。每个观察者在每种实验条件下至少进行了150次试验。

在此控制实验中,向三个无经验的观察者显示了竞争显示,与模拟竞争展示的catch-trial展示混合在一起,同时在展示之间执行想象或被动观看任务。 观察者做出了三个响应之一,表明绿色垂直是主要的,红色水平是主要的,还是两个强度都相同(“混合”)。 在catch试验中,向观察者展示了一个双眼融合图像,该图像由两个光栅的物理混合组成,模仿了piecemeal rivalry竞争的外观。在一半的catch试验中,展示了一个50/50的分割图像,包括一个图案的上半部分和另一个图案的下半部分。通过平滑地增加一个图案的亮度并减小另一个图案的亮度,生成了跨越边界的1°宽区域,使相邻的水平边缘变得模糊。 The adjoining horizontal edge appeared blurred by smoothly increasing the luminance of one pattern and decreasing the luminance of the other, spanning a 1-wide region across the boundary. 在其余的catch试验中,刺激物由一种图案和另一种图案的75/25混合物组成。刺激的四分之一由水平段组成,该水平段出现在刺激的顶部或底部,并且亮度梯度导致两个图案之间的平滑过渡。这些混合图案的平均亮度降低了50%,以更好地近似在对抗条件下光栅的去饱和外观。一半的试验包括真正的竞争,另一半则是模拟对抗的展示。 这三名被试都对实验操作无经验,在实验后被问到时,没有报告有关视觉显示的任何异常情况。在上图中,纵坐标显示了真实报告的catch试验的百分比(即,一半图案报告为“混合”,四分之三图案报告为75%成分)。误差棒表示±1 SEM。观察者在这项任务上显示出合理的准确度水平,没有证据表明想象期间的catch试验比被动观察的表现差(正确率分别为85%和82%)。这意味着心理想象的偏见效应(bias effects)是对抗感知(rivalry perception)所特有的,并且在向观察者呈现各种刺激的物理混合时不会发生。

当在竞争中下一次出现这种图案时,对于高对比度干涉刺激的适应,会导致较弱的神经反应,从而增加其感知抑制和感知优势逆转的可能性[S3]。在这里,调整了两个竞争光栅的对比度,以使干涉刺激在80%至90%的展示上引起了知觉转换,表明知觉竞争均衡。例如,如果一个干涉刺激可以引起从红色光栅到绿色光栅的主导转换,而不是从绿色到红色,则红色光栅的对比度将增加,直到可以在任一方向上有效地诱发开关。这种方法使我们能够平衡竞争图案的相对强度。

在下面的每个实验中,被试通常进行一到三个实验session。每个session持续不到1小时,以免疲劳。在每个session中,想象,知觉和/或注意的实验条件发生在以伪随机顺序进行的单独试验块中。指示被试在每个试验块(10分钟)内将注视点保持在fixation上,并要求他们在每个试验块中间短暂休息。

实验1 每10.75 s出现一次竞争性刺激,并指示观察者报告每种情况下两种对立竞争图案中哪种占主导地位(图1A)。在想象条件下,通过尝试保持光栅的颜色和方向都生动的心理图像,指示被试想象在单独的实验块中先前占优势的光栅或先前受抑制的光栅。在实际数据收集之前,观察者有机会在实验开始时查看两个光栅图案。

观察者还执行了此实验的基于特征的注意版本。在竞争演示之间的空白期间的中间4秒钟,显示了包含两种竞争图案的复合格子。指示观察者注意(attend to)以前占主导地位或以前被压制的图案。两只眼睛都可以看到格子刺激来防止竞争,并且由红色和绿色光栅成分的总和构成,该红色和绿色光栅成分的总和为竞争光栅亮度的40%。每个观察者在每种实验条件下至少进行了150次试验。

在此控制实验中,向三个无经验的观察者显示了竞争显示,与模拟竞争展示的catch-trial展示混合在一起,同时在展示之间执行想象或被动观看任务。 观察者做出了三个响应之一,表明绿色垂直是主要的,红色水平是主要的,还是两个强度都相同(“混合”)。 在catch试验中,向观察者展示了一个双眼融合图像,该图像由两个光栅的物理混合组成,模仿了piecemeal rivalry竞争的外观。在一半的catch试验中,展示了一个50/50的分割图像,包括一个图案的上半部分和另一个图案的下半部分。通过平滑地增加一个图案的亮度并减小另一个图案的亮度,生成了跨越边界的1°宽区域,使相邻的水平边缘变得模糊。 The adjoining horizontal edge appeared blurred by smoothly increasing the luminance of one pattern and decreasing the luminance of the other, spanning a 1-wide region across the boundary. 在其余的catch试验中,刺激物由一种图案和另一种图案的75/25混合物组成。刺激的四分之一由水平段组成,该水平段出现在刺激的顶部或底部,并且亮度梯度导致两个图案之间的平滑过渡。这些混合图案的平均亮度降低了50%,以更好地近似在对抗条件下光栅的去饱和外观。一半的试验包括真正的竞争,另一半则是模拟对抗的展示。 这三名被试都对实验操作无经验,在实验后被问到时,没有报告有关视觉显示的任何异常情况。在上图中,纵坐标显示了真实报告的catch试验的百分比(即,一半图案报告为“混合”,四分之三图案报告为75%成分)。误差棒表示±1 SEM。观察者在这项任务上显示出合理的准确度水平,没有证据表明想象期间的catch试验比被动观察的表现差(正确率分别为85%和82%)。这意味着心理想象的偏见效应(bias effects)是对抗感知(rivalry perception)所特有的,并且在向观察者呈现各种刺激的物理混合时不会发生。

图1

图S1 想象对实验1中单个被试的影响结果显示,在被动观看和想象条件下,连续进行的竞争演示中的感知稳定性。 除一名被试外,所有被试均表现出相同的数据定性图案。 与被动观看相比,先前被抑制的对抗图案的想象导致所有被试的感知稳定性下降(黑条)。 七名被试中有六名在对以前占主导地位的图案(白条)想象后显示出较高的知觉稳定性。 误差棒代表±1 SEM。

图S1 想象对实验1中单个被试的影响结果显示,在被动观看和想象条件下,连续进行的竞争演示中的感知稳定性。 除一名被试外,所有被试均表现出相同的数据定性图案。 与被动观看相比,先前被抑制的对抗图案的想象导致所有被试的感知稳定性下降(黑条)。 七名被试中有六名在对以前占主导地位的图案(白条)想象后显示出较高的知觉稳定性。 误差棒代表±1 SEM。

图1

实验1包括第三个条件,在第三个条件中,观察者(N = 7)在竞争展示之间执行基于特征的注意力任务,并测量了其对竞争感知稳定性的影响。每10.75 s出现一次竞争性刺激,并且在两次竞争性演示之间的4 s时间内,对包含这两种图案的格子刺激进行了屈光展示dioptically presented。观察者在单独的实验块中观察了先前占优势或先前被抑制的图案。被动观察格子刺激后,在连续的演示中,相同的图案可能会占主导地位(感知稳定性为84%,机会水平为50%)。与被动观看相比,对以前占主导地位的图案的注意导致了更高的感知稳定性,而对先前被抑制图案的注意力导致了更低的感知稳定性(黑条)。因此,就像想象的效果一样,遵循特定的图案会使随后的感知偏向于该图案。误差棒代表±1 SEM。