percezione temporale

Percezione temporale

Facoltà di PsicologiaUniversità degli Studi di Firenze

Aprile 2006

Asincronie temporali e ruolo del movimento biologico nella percezione temporale

Percezione Temporale 2006


Come ricorderete, si può dimostrare che nel corso degli anni le prove a favore di una organizzazione di tipo modulare (caratteristiche diverse dello stimolo visivo sono analizzate da strutture separate) del sistema visivo sono, a livello fisiologico, andate a crescere costantemente



Recentemente poi questa proposta è stata estesa sino a livello percettivo con la proposta da parte di Zeki e Bartels del’esistenza di MODULI PERCETTIVI che contribuiscono in maniera individuale alla genesi dell’esperienza percettiva cosciente!



Curiosamente poi si evince che in letteratura c’è un numero sempre crescente di indizi che indicano la percerzione del MOVIMENTO come più lenta di quella di altre caratteristiche dello stimolo come FORMA e COLORE



Nelle lezioni passate abbiamo visto che Nishida e Johnston hanno messo in dubbio l’utilità di analizzare le differenza relativa nei tempi di elaborazione di vari features channels usando stimoli in rapida oscillazione



Va però ricordato che Aymoz e Viviani in un precedente lavoro avevano usato singole transizioni (che Nishida e Johnston dichiarano non in grado di creare asincronie percettive) confermando il dato che l’elaborazione del movimento è più lenta di quella di colore e forma.



Il primo scopo di questi autori è allora quello di verificare se le differenze nei tempi di elaborazione fra i canali di movimento e colore e forma sono reali o no e poi di verificare se colore e forma sono analizzate allo stesso tempo oppure no!



Perceptual asynchornies for biological and non-biological visual events

Christelle Aymoz and Paolo Viviani

Vision Research 44 (2004) 1547-1563



Esperimento 1:

Colore: Rosso/ Verde (isoluminanti)

Forma: Cerchio/ Quadrato (stessa superficie)

Movimento: Statico/ In moto dal centro verso l’angolo in alto a destra (velocità costante 9.5 deg/s)



Esperimento 1: Cambio di attributo è contemporaneo per entrambe le features ma il soggetto non lo sa!!!



Esperimento 1:

Il compito dei soggetti era dire quale delle due transizioni era avvenuta più in prossimità (temporale) rispetto al suono la cui fase temporale rispetto alle transizioni (Il DELTA nella figura) cambiava continuamente



Esperimento 1:

La logica dell’Esperimento 1 (ma anche dei successivi)

Physical onset

S1 S2 S3 S4 S5

Colour

Movement



Risultati Esperimento 1:

Probabilità di rispondere cambio forma più vicino al suono




Probabilità di rispondere cambio colore più vicino al suono

Max probabilità di inversione indica la differenza nel duty cycle fra i due attributi!!!




Probabilità di rispondere cambio forma più vicino al suono

Max probabilità di inversione indica la differenza nel duty cycle fra i due attributi!!!



Il modello per i dati dell’ Esperimento 1:

Si considera i ritardi con cui il cambio dell’attributo 1 A1, dell’attributo 2 A2 e del suono S sono percepiti come tre variabili con una probabilità di densità Gaussiana (pdf)



Il modello per i dati dell’ Esperimento 1:



Le asincronie temporali così come derivate dai risultati dell’Esperimento1:

Il ritardo della percezione di COLORE rispetto a quella della FORMA risulta essere uguale a: 28 ms

Ma la varianza era doppia per colore

Il ritardo della percezione di MOVIMENTO rispetto a quella del COLORE risulta essere uguale a: 163 ms

Il ritardo della percezione di MOVIMENTO rispetto a quella della FORMA risulta essere uguale a: 191 ms



Esperimento 2:

Si è testato la relazione fra i tempi per la percezione di movimento e colore (cosa già vista nell’Esperimento 1) ma utilizzando una velocità di traslazione più alta, 20 deg/s invece di 9,5 deg/s




Same results as in Exp 1



Come abbiamo visto i risultati dei due esperimenti sembrano confermare che le asincronie percettive fra gli attributi di colore, forma e movimento sono reali ed in particolar modo nei confronti di movimenti anche molto consistenti!



Aymoz e Viviani ricordano che l’esistenza delle asincronie percettive è un grosso problema in relazione al processo che poi dovrebbe ristrutturare la percezione del mondo univoca al quale siamo abituati (binding process) e non molto consistenti sembrano le teorie proposte per conciliare asincronie e binding process (es: microcoscienze di Zeki)



Tale problema verrebbe però completamente risolto se si scoprisse che tali asincronie si manifestano solo in condizioni particolari come quelle appunto di laboratorio. Per esempio, il ritardo nella percezione di movimento potrebbe svanire se i movimenti fossero biologicamente plausibili, fossero fatti cioè da un agente umano



Il terzo esperimento di Aymoz e Viviani è allora stato fatto per verificare quale contributo apporti il movimento biologico alla percezione termporale.



Che cosa è il movimento biologico?



Esperimento 3:

Il compito dei soggetti era dire quale delle due transizioni (o il cambiamento di colore o l’inizio del movimento) era avvenuta prima!!!



Esperimento 3:



Risultati dell’ Esperimento 3:

Le asincronie sono

sparite!!!



Dubbio:

Così come è stato progettato, l’Esperimento 3 non permette di capire se la sparizione delle asincronie percettive fra COLORE e MOVIMENTO sia dovuto al MOVIMENTO BIOLOGICO o non più semplicemente all’aspettative che esso per la sua stessa natura crea nell’osservatore!



Esperimento 4:

Per risolvere questo dubbio, gli Autori hanno preparato un quarto esperimento nel quale le condizioni dell’Esperimento 2 erano riproposte con una novità: il moto dello stimolo era anticipato da un cue (un cerchietto nero) che muovendosi con una traettoria lineare ad una velocità di 20 deg/s dall’angolo sinistro in alto dello schermo arrivava sino a toccarlo



Risultati dell’Esperimento 4:

Le asincronie sono

tornate!!!



Confronto fra risultati:

Biological motion Artificial motion with cue



Commento finale al lavoro di Aymoz e Viviani:

Il movimento biologico sembra alterare la percezione temporale tanto che è capace di annullare i ritardi nella

percezione del movimento rispetto a quelli dell’attributo colore di uno

stimolo visivo!!!



Abbiamo allora deciso di indagare se il ruolo del movimento biologico nella percezione temporale fosse peculiare della modalità visiva o si estendesse anche a situazioni cross-modali visive-acustiche

Perceptual synchrony of audio-visual streams for natural and artificial motion sequences

Arrighi, Alais, Burr

Journal of Vision 2006 Mar 16; 6(3):260-268



• I nostri stimoli “naturali”:

Filmati di un percussionista professionista (del dipartimento percussioni del Conservatorio di Sydney) che suonava dei tamburi conga a ritmo costante.

Vediamo e ascoltiamo un demo

C:\Documents and Settings\roberto.MONSTER\My Documens\Mio Articolo3\BongoFilms

-300 -150 0 150 300

0

25

50

75

100

1 Hz 2 Hz 4 Hz

K.A.R.A.

-300 -150 0 150 300

0

25

50

75

100

-300 -150 0 150 300

0

25

50

75

100

Ritardo del suono (ms)

D.A.

Ris

po

ste

"in

fas

e" (

%)

-300 -150 0 150 300

0

25

50

75

100

Media



• I nostri stimoli “naturali”:

Filmati di un percussionista professionista (del dipartimento percussioni del Conservatorio di Sydney) che suonava dei tamburi conga a ritmo costante.

Vediamo e ascoltiamo un demo

• I nostri stimoli “artificiali”:

Simulazioni dello “scenario del percussionista” con cui si è ricreato moto Biologico e moto NON biologico.



0 1 2 40

25

50

75

100

0 1 2 40

25

50

75

100

0 1 2 40

25

50

75

100

Moto Biologico (Stimoli Naturali) Moto Biologico (Stimoli Artificiali) Moto Non Biologico(Stimoli Artificiali)

-14.5

-16

-14.4

Rit

ard

o d

el s

uo

no

(m

s)

Ritmo di percussione (Hz)

R.A. -6.8

-16.7

-15.8

K.A.

-5.36-10.9

-6.26D.A.

0 1 2 40

25

50

75

100

-11.5

-13.7

-12

Media


• Il movimento biologico influenza significativamente la percezione temporale visiva e acustica cross modale

• Paradossalmente però, in condizioni cross modali, esso non riduce le asincronie percettive rispetto al movimento non biologico (come è stato visto avvenire in visione) ma le rende più consistenti!



Recentemente è stato mostrato che le risposte di alcune popolazioni di neuroni in V1 e MT al movimento, dipendono criticamente dalla frequenza temporale di questi.(Bair and Movshon, Journal of Neuroscience 2004)

In particolare, questi autori hanno scoperto che:

Basse frequenze temporali: il pattern di risposta di questi neuroni era ampio e raggiungeva il picco di risposta con latenze maggiori.

Per Basse frequenze spaziali: il pattern di risposta di questi neuroni era ridotto e raggiungeva il picco di risposta con latenze minori.




La nostra ipotesi conclusiva allora è:

Gli allineamenti temporali degli stimoli visivi e acustici siano in modo determinante definiti dal pattern di risposta dei neuroni coinvolti nella percezione del movimento delle aree visive V1 e MT